三维 Dirac 和 Weyl 半金属中的光学与输运性质

在 Kubo 形式体系中，我们研究了三维 Dirac 和 Weyl 半金属的直流输运和交流电光学性质。重点放在趋近电荷中性以及 Dirac 与 Weyl 材料之间的差异上。在电荷中性处，直流电导率的零温极限不是普适的，并且取决于所采用的剩余散射模型。然而，洛伦兹数 L 保持其通常值 L_0。随着温度升高，Wiedemann-Franz 定律被违背。在高温下，L 呈现一个新的平台，其值依赖于散射率的细节。这些细节也出现在光导率中，无论是在 Drude 响应还是带间背景中。在洁净极限下，带间背景随光子能量线性变化并总是外推至原点。该背景可通过引入无质量能隙向右移。在此情况下，外推可在有限光子能量处截断轴，正如一些实验中所观察到的。区分两类 Weyl 半金属也很有意义：那些破缺时间反演对称性的和那些破缺空间反演对称性的。我们表明，虽然前者将遵循与三维 Dirac 半金属相同的行为，但对于此处讨论的零磁场性质，后者类型将在有限掺杂处显示光导率的双台阶，并在电荷中性处显示单一吸收边。在这种情况下 Drude 电导率总是有限的，即使在电荷中性处。