无明确定义手性的 Weyl 半金属 TaP 中的负磁阻
材料科学
2016-05-18 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
Weyl 半金属（WSMs）是一种拓扑量子态，其中电子能带围绕具有固定（左或右）手性的一对节点（即 Weyl 点）呈线性色散。WSM 材料的近期发现引发了针对被称为手性异常（chiral anomaly）的奇异量子现象的实验探索。通过手性异常，非正交的电场和磁场会诱导出手性密度不平衡，从而导致一种非同寻常的负纵向磁阻，即手性磁效应。近期的理论工作表明，该效应并不需要有明确定义的 Weyl 节点。然而在实验上，当手性不明确时（例如费米能级远离 Weyl 点），该效应在多大程度上仍然存在仍是一个开放问题。在此，我们通过角分辨量子振荡谱与能带结构计算相结合，确立了近期被确认的 WSM TaP 的详细费米面拓扑。费米面形成了附着于 Weyl 点对的自旋极化香蕉形电子和空穴口袋。尽管因此手性异常是模糊定义的，我们仍观察到如其他 WSM 中所见的、出现在共线磁场和电场下的巨大负磁阻（NMR）。此外，我们展示了实验特征，表明此类纵向磁阻测量可能受到磁场中样品内部非均匀电流分布的影响。我们的结果为探测手性磁效应提供了清晰的框架。
引用
@article{arxiv.1506.06577,
title = {Negative magnetoresistance without well-defined chirality in the Weyl semimetal TaP},
author = {Frank Arnold and Chandra Shekhar and Shu-Chun Wu and Yan Sun and Ricardo Donizeth dos Reis and Nitesh Kumar and Marcel Naumann and Mukkattu O. Ajeesh and Marcus Schmidt and Adolfo G. Grushin and Jens H. Bardarson and Michael Baenitz and Dmitry Sokolov and Horst Borrmann and Michael Nicklas and Claudia Felser and Elena Hassinger and Binghai Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1506.06577},
year = {2016}
}
备注
57 pages including the supplementary information. 4 figures in the main manuscript and 21 figures in the supplementary information