Kramers 节线金属中可调的 Octdong 与纺锤-环面费米面

最近提出，所有非手性非中心对称晶体都 host 所谓的 Kramers 节线，这些节线是由于自旋轨道耦合而在布里渊区中连接时间反演不变动量的双重简并能带交叉。当 Kramers 节线与费米能级相交时，它们形成奇异的三维费米面，在某些构型中可完全由二维无质量狄拉克费米子描述。这些费米面被预测可以实现具有多个量子化能级的量子化光学电导以及大光场和电场诱导的反常霍尔效应。然而，到目前为止，尚未实验观测到具有此类非传统费米面的 Kramers 节线金属。在这里，我们将对 Kramers 节线金属的搜索扩展到此前考虑的费米面仅包围单个时间反演不变动量的情况之外。利用角度分辨光电子能谱测量和从头算计算，我们提供了证据，表明 TaS₂ 和 NbS₂ 的 3R 多型分别是具有开放 Octdong 和纺锤-环面费米面的 Kramers 节线金属。我们表明，通过降低能带填充，可以在这两种构型之间观察到转变。此外，我们的数据表明 3R-TaS₂ 在商业可用的 2H-TaS₂ 晶体中的天然尺寸量子化效应，这可能实现对量子化光学电导的观测。最后，由于开放费米面各自包围两个时间反演不变动量，我们预测通过应变或单轴压可从 Kramers 节线金属转变为常规金属。我们的工作将过渡金属二硫化物的 3R 相确立为一个可调平台，用于探索 Kramers 节线金属中非传统费米面所预期的新现象。