无自旋沙漏节线半金属

节线半金属作为拓扑半金属之一，在能带间隙闭合的节线处具有简并。在许多情况下，节线偶然出现，此时仅从晶体对称性和电子填充无法判断节线是否出现。本文中，针对无自旋系统，我们证明在特定的空间群下，当填充数为 $4N+2$（包含自旋自由度时为 $8N+4$）时，无论系统细节如何，节线的存在是必需的。此处无自旋系统指的是自旋轨道耦合可忽略、且由于 SU(2) 自旋简并可以略去自旋自由度的晶体。在这种情况下，这些节线附近的能带结构形状类似于沙漏，我们称之为无自旋沙漏节线半金属。我们构建了一个模型哈密顿量作为示例，并表明即使在不改变系统对称性的情况下改变模型参数，它始终处于无自旋沙漏节线半金属相。我们还建立了所有中心对称空间群的列表，在这些空间群下无自旋系统总是具有沙漏节线，并说明了节线所在位置。我们提出空间群对称性为 Pbcn (No. 60) 的 Al$_3$FeSi$_2$ 是由此机制产生的节线半金属之一。