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非对称型CePt$_2$Si$_2$中由Kondo机制调控的节点线狄拉克半金属

强关联电子 2023-05-30 v2

摘要

狄拉克节点线(DNLs)的特征是在布里渊区(BZ)中沿一维节点线价带与导带之间发生狄拉克型线性交叉。自旋轨道耦合(SOC)通常会移动交叉点的简并从而破坏DNLs,迄今为止在少数材料中报道的DNLs均为非相互作用型,使得在真实材料中寻找稳健的相互作用DNLs颇具吸引力。本文通过第一性原理计算揭示,在Kondo半金属CePt_2Si_2中,Kondo相互作用与非对称晶格对称性可共同驱动稳健的相互作用DNLs,且DNLs的特征可在不同温度区间被Kondo行为显著调控。基于密度泛函理论结合动力学平均场理论(DFT+DMFT),我们预测在相干温度T_coh=80 K降温时发生向Kondo相干态的转变,并通过Ce-4f自能、Kondo共振峰、磁化率和动量分辨谱的温度依赖性得到验证。在T_coh以下,费米能级附近出现分辨良好的窄重费米子能带,构建出位于BZ边界、清晰可视的相互作用DNLs,其中狄拉克费米子的有效质量显著增强、速度降低。相反,在交叉温度T_KS=600 K以上,局域Kondo屏蔽的破坏驱动了由同位置轻导电子构成的非相互作用DNLs。这些DNLs受晶格非对称对称性保护,因而在内在强SOC下保持稳健。我们所提出的可根据Kondo行为显著调控的DNLs,为真实强关联材料中相互作用狄拉克半金属提供了独特实现,并可作为研究电子关联对拓扑材料影响的便利平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.01996,
  title  = {Node-line Dirac semimetal manipulated by Kondo mechanism in nonsymmorphic CePt$_2$Si$_2$},
  author = {Hao-Tian Ma and Xing Ming and Xiao-Jun Zheng and Jian-Feng Wen and Yue-Chao Wang and Yu Liu and Huan Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01996},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 9 figures