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具磁性拓扑狄拉克半金属中的节线及边界模

介观与纳米尺度物理 2021-08-11 v1

摘要

具有磁序的节线半金属仅在少数化合物中被理论预测和实验观测到。我们通过引入拓扑狄拉克半金属(TDSM)中的磁性,从理论上探索了此类磁性节线态的体相与边界电子结构。TDSM(如 Cd3As2\mathrm{Cd_3 As_2}Na3Bi\mathrm{Na_3 Bi})的特征是由晶体旋转对称性保护的一对自旋简并狄拉克点。通过在 TDSM 的晶格模型中引入与电子自旋耦合的局域磁矩,我们表明 TDSM 可转变为外尔半金属或节线半金属,这由交换耦合中的轨道依赖性和磁矩所形成的磁化方向决定。在此磁性节线半金属态中,我们在边界发现了具有鼓面状能带结构的零模,其由 Z\mathbb{Z} 的拓扑数表征。这些零模通过在晶格模型中引入磁畴壁进行了数值演示。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.04409,
  title  = {Nodal lines and boundary modes in topological Dirac semimetals with magnetism},
  author = {Yasufumi Araki and Jin Watanabe and Kentaro Nomura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04409},
  year   = {2021}
}

备注

9 pages, 7 figures