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具有高阶费米弧的强与脆弱拓扑狄拉克半金属

介观与纳米尺度物理 2023-09-27 v3 材料科学 强关联电子

摘要

狄拉克与外尔半金属均展现弧状表面态。然而,尽管外尔半金属中的表面费米弧是外尔点本身的拓扑后果,狄拉克半金属中的表面费米弧并不直接关联于体狄拉克点,这引出了是否存在狄拉克半金属的拓扑体-边界对应的问题。本工作中,我们发现强与脆弱拓扑狄拉克半金属展现出一维高阶铰链费米弧(HOFA)作为其体三维狄拉克点的普遍、直接后果。为预测在固态狄拉克半金属中与拓扑表面态共存的 HOFA,我们引入并层积了一个自旋ful的 sds-d 杂化四极绝缘体(QI)模型。我们发展了 QI 与 HOFA 态的严格嵌套 Jackiw-Rebbi 表述。借助 ab initioab\ initio 计算,我们在 Cd3_{3}As2_2、KMgBi 和金红石结构(β\beta'-)PtO2_2 的室温(α\alpha)与中温(α\alpha'')相中均展示了 HOFA。

关键词

引用

@article{arxiv.1908.00016,
  title  = {Strong and Fragile Topological Dirac Semimetals with Higher-Order Fermi Arcs},
  author = {Benjamin J. Wieder and Zhijun Wang and Jennifer Cano and Xi Dai and Leslie M. Schoop and Barry Bradlyn and B. Andrei Bernevig},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.00016},
  year   = {2023}
}

备注

Post Final Version, 12 + 73 pages, 5 + 26 figures. Revtex version updated, minor formatting changes. Sign error corrected in Eq. (D16) and Figs. 8 and 10 replotted with updated parameters, results and conclusions unaffected by this correction. Nested Wilson loop code with example scripts and documentation freely available at https://github.com/kuansenlin/nested_and_spin_resolved_Wilson_loop