超导Pd$_3$Bi$_2$Se$_2$的费米面拓扑与磁输运性质

Pd$_3$Bi$_2$Se$_2$是一种非零$Z_2$拓扑不变量的超导金属。我们报告了高品质Pd$_3$Bi$_2$Se$_2$单晶的生长情况，其超导临界温度为$T_c$ ~ 0.80 K，分别对于平面和垂直方向的上临界磁场分别为~10 mT和~5 mT。我们的密度泛函理论(DFT)计算揭示了三个双简并带隙穿过费米能级，所有带都显示明显的三维色散，符合整体低电子各向异性(<2)的特征。Pd$_3$Bi$_2$Se$_2$的多带电子本质在磁输运测量中体现为低温下Hall电阻呈现符号变化。磁阻是非饱和的，并遵循Kohler比例规则。我们依据DFT计算得到的费米面解释了磁输运数据，费米面显示开放轨道。利用扭转磁计对单晶进行de Haas-van Alphen(dHvA)振荡测量，得到四个频率：$F_\alpha = (150 \pm 26)$T，$F_\beta = (293 \pm 10)$T，$F_\gamma = (375 \pm 20)$T，以及$F_\eta = (1017 \pm 12)$T，其中低频在光谱中占主导。通过测量角度依赖的dHvA振荡和DFT计算，我们将$F_\alpha$频率与费米区$L_2$点的近似椭圆电子包袱相匹配。Lifshitz-Kosevich分析的dHvA振荡揭示了小的循环有效质量：$m^* = (0.11 \pm 0.02) m_0$，以及支配轨道的非平凡Berry相。非平凡拓扑的存在将Pd$_3$Bi$_2$Se$_2$定位为探索拓扑超导性的潜在候选材料。