III型磁空间群中涌现粒子的系统性研究
材料科学
2022-02-16 v2 计算物理
摘要
在三维(3D)晶体中,当两个或多个能带接触并在布里渊区中形成简并(能带交叉)时,会出现涌现粒子。最近,对由II型磁空间群(MSGs)描述的三维非磁性晶体中涌现粒子的完整分类已经建立。然而,由于磁有序结构对称性的复杂性,对磁性晶体中涌现粒子的系统性研究尚未开展。在此,我们通过探索674个III型MSGs中涌现粒子的可能性来解决这一挑战性任务。基于有效的k·p哈密顿量以及我们对涌现粒子的分类[Yu et al., Sci. Bull. 67, 375 (2022) DOI:10.1016/j.scib.2021.10.023],我们识别了III型MSGs中所有可能的涌现粒子,包括含自旋与无自旋的、本质与偶然的粒子。我们发现,除一个例外即组合二次节线节面(QNL/NS)外,III型MSGs中的所有涌现粒子也存在于II型MSGs中。此外,我们明确给出了674个III型MSGs中每个群的涌现粒子列表,以及这些粒子的对称操作、小协表示、有效k·p哈密顿量和拓扑特征。值得注意的是,结合本工作与我们自研的SpaceGroupIrep和MSGCorep软件包,将为搜索具有新奇准粒子的拓扑磁性材料提供高效途径。
引用
@article{arxiv.2111.04372,
title = {Systematic investigation of emergent particles in type-III magnetic space groups},
author = {Gui-Bin Liu and Zeying Zhang and Zhi-Ming Yu and Shengyuan A. Yang and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.04372},
year = {2022}
}
备注
8 pages, 1 figure, 3 tables