三维石墨炔中的二阶实节线半金属

具有实陈数和二阶边界模式的实拓扑相已成为当前研究的热点，但寻找其材料实现仍具挑战。本文基于第一性原理计算与理论分析，揭示已实验合成的三维(3D)石墨炔是近期提出的二阶实节线半金属的首个现实例证。我们表明该材料具有一对实节环，每个节环受两个拓扑荷保护：一个实陈数和一个一维绕数。这两个拓扑荷在不同边界产生不同的拓扑边界模式。实陈数导致一对铰链费米弧，而绕数保护双重鼓面表面能带。我们建立了描述三维石墨炔的低能模型，抓住了基本的拓扑物理。文中讨论了实验方面以及向三维实陈绝缘体相的可能拓扑转变。