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通过第一性原理计算预言 $\mathrm{TiRhAs}$ 为狄拉克 nodal line 半金属

介观与纳米尺度物理 2018-01-03 v1

摘要

利用第一性原理计算,我们预言先前已合成的化合物 TiRhAs\mathrm{TiRhAs} 是一种狄拉克 nodal line(DNL)半金属。该化合物中的 DNL 被发现同时由反演与时间反演对称性的联合以及一种反射对称性所保护,且在不考虑自旋轨道耦合(SOC)时成立。我们的计算表明,与 nodal line 相关的能带速度具有高度的方向各向异性,其垂直于 nodal line 的面内速度 vv_\perp 介于 1.22.8×1051.2-2.8\times10^5 m/s 之间。进一步发现沿 DNL 的能带交叉在垂直于 nodal line 的方向上表现出显著且随位置变化的倾斜。我们基于时间反演不变动量处的宇称本征值计算了 Z2\mathbb{Z}_2 拓扑指数,并表明 TiRhAs\mathrm{TiRhAs} 是拓扑的。由第一性原理计算拟合得到的紧束缚模型证明了在表面布里渊区上存在二维鼓面表面态。基于引入 SOC 后 DNL 的小能隙打开以及不含平庸能带的洁净费米面,TiRhAs\mathrm{TiRhAs} 是进一步研究拓扑半金属性质的理想候选材料。

关键词

引用

@article{arxiv.1801.00116,
  title  = {Prediction of $\mathrm{TiRhAs}$ as a Dirac Nodal Line Semimetal via First-Principles Calculations},
  author = {Sophie F. Weber and Ru Chen and Qimin Yan and Jeffrey B. Neaton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1801.00116},
  year   = {2018}
}