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拓扑相变的可见前兆:二维狄拉克费米子中的温度依赖电子比热

材料科学 2023-06-27 v1

摘要

二维无质量狄拉克费米子中的狄拉克点是拓扑保护的。尽管单个狄拉克点不能单独消失,但一对狄拉克点在时间反演不变动量(TRIM)处合并后会发生湮灭。该过程引发拓扑相变。本文中,我们通过改变转移积分大小之比(例如可通过单轴压力控制),数值计算了具有蜂窝晶格和α\alpha-(BEDT-TTF)2_2I3_3的体系在两个狄拉克点移动并合并情形下的电子比热(CC)。当两个狄拉克点接近但未处于TRIM时,温度依赖关系在低温(TTcoT\leq T_{\rm co})下表现为从CT2.0C\propto T^{2.0}(分离狄拉克点的预期)到高温(TTcoT\geq T_{\rm co})下CT1.5C\propto T^{1.5}(合并狄拉克点情形下的预期)的跨接。此处,TcoT_{\rm co}表示跨接温度,由两个狄拉克点间的势垒大小决定。我们的发现表明,拓扑相变的前兆可通过电子比热的温度依赖关系观测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.14128,
  title  = {Observable precursor of topological phase transition: temperature-dependent electronic specific heat in two-dimensional Dirac fermions},
  author = {Keita Kishigi and Keita Tsukidashi and Yasumasa Hasegawa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.14128},
  year   = {2023}
}

备注

8pages, 12 figures, submitted to Phys. Rev. B