拓扑半金属 FeSi 中的共振非弹性 X 射线散射

拓扑半金属的能量谱在倒易空间中含有受保护的简并，对应于 Weyl、Dirac 或多重简并费米子态。要利用这些态的非常规性质，必须触及三维块体的电子结构。本工作中，我们展示了首个候选拓扑半金属电子结构的共振非弹性 X 射线散射（RIXS）理论与实验联合研究。我们利用 Fe $L_3$ 边的动量依赖 RIXS 解析了 FeSi 的块体电子态。我们观测到缺乏尖锐特征的宽激发连续谱，与底层电子能带结构中的粒子-空穴散射一致。利用密度泛函理论（DFT），我们计算了 FeSi 的电子结构，并推导了快碰撞近似下 RIXS 的能带理论表述，以零可调参数对散射过程建模。尽管能带理论预言了与观测相似的宽谱特征激发连续谱，理论与实验的偏差暗示存在 DFT 单独无法解释的低能过程。这一拓扑半金属中 RIXS 的首次研究表明，RIXS 是揭示该类材料块体电子态中意料之外行为的有效工具。