具有涌现费米子起源的三维五边形碳
材料科学
2017-06-13 v1 计算物理
摘要
碳是我们宇宙的基本构建基块，拥有大量同素异形体。由于其键合特性，大多数碳同素异形体都具有六边形环的基元。在此，借助第一性原理计算，我们发现了一种完全由五边形环组成的亚稳态三维碳同素异形体。这种“五边形碳”的独特结构导致了非凡的电子性质，使其成为涌现拓扑费米子的宝库。在晶格应变下，五边形碳表现出拓扑相变，产生一系列新型准粒子，从同位旋-1 三重态费米子，到三重简并费米子，再到级联 Weyl 环费米子。其 Landau 能级谱也表现出显著特征，包括大量几乎简并的手性 Landau 能带，这意味着显著的磁输运信号。我们的工作不仅发现了一种具有极其罕见结构基元的碳同素异形体，还揭示了一种迷人的分层粒子起源，其中包含超越 Dirac 和 Weyl 范式的新型拓扑费米子。
引用
@article{arxiv.1706.03293,
title = {Three-dimensional Pentagon Carbon with a genesis of emergent fermions},
author = {Chengyong Zhong and Yuanping Chen and Zhi-Ming Yu and Yuee Xie and Han Wang and Shengyuan A. Yang and Shengbai Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.03293},
year = {2017}
}