Hourglass 费米子
介观与纳米尺度物理
2016-04-15 v2 材料科学
摘要
晶体中的空间对称性由它们是否保持空间原点来区分。我们展示了这一基本几何性质如何在带隙绝缘体中引发新的拓扑。我们研究将原点平移晶格周期一小部分的空间对称性，发现这些 nonsymmorphic 对称性保护一种新型表面费米子，其色散呈沙漏形状；表面能带以不可打破的锯齿形模式将一个沙漏连接到下一个。这些奇异费米子在宽带隙绝缘体 KHgX (X=As,Sb,Bi) 中实现，我们提议将其作为第一类拓扑依赖于 nonsymmorphic 对称性的材料。除 hourglass 费米子外，KHgX 的另一个表面展现了量子自旋霍尔效应的三维推广，而该效应此前仅在二维晶体中观测到。为描述 nonsymmorphic 晶体的体拓扑，我们提出了极化几何理论的非阿贝尔推广。我们的非平庸拓扑源于转动量子数的反演，我们提议将其作为寻找拓扑材料的有效判据。
引用
@article{arxiv.1602.05585,
title = {Hourglass Fermions},
author = {Zhijun Wang and A. Alexandradinata and R. J. Cava and B. Andrei Bernevig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.05585},
year = {2016}
}
备注
Published in Nature 532,189-194 (14 April 2016). Press release can be found here: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2016-04/pu-est041316.php