多折叠费米子的轨道磁化 susceptibility

拓扑半导体在近年来受到广泛关注。除了众所周知的 Weyl 和 Dirac 半导体外，一些材料拥有具有多个带线性交叉的节点。这些节点的低能激发态称为多折叠费米子，可由具有大于1/2的拟旋子数的 $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$哈密顿量描述。本文中我们研究了这些状态对轨道磁化 susceptibility $\chi$的贡献。我们发现，类似于 Weyl 半导体，susceptibility对化学势 $\mu$的依赖在 $\mu$接近带交叉能时表现为极值。在半整数拟旋子数情况下，此极值是最小值，susceptibility为负（无电导性）。而在整数拟旋子数情况下，由于对应于零拟旋子投影的无色散带的贡献，susceptibility较大且为正（电导性），这也导致 $\chi$呈现非单调的温度依赖。作为示例，我们考察了钴单硅化物，其中 $\Gamma$点处的态对应于无自旋-轨道耦合下的拟旋子数为1的情况，以及考虑自旋-轨道耦合后对应于Weyl 节点和拟旋子数3/2态的组合情况。