Kagome 金属 Ni3In2S2 中的反常双平带与二维 Dirac 节点弧态
材料科学
2026-01-27 v1
摘要
Kagome 材料处于凝聚态物理学的前沿。理想的 kagome 晶格仅具有一个跨越整个动量空间的几何阻挫平带，以及在布里渊区角上的单个 Dirac 锥。然而，我们在此首次在新发现的“322” kagome 材料 Ni3In2S2 中观察到了反常的平带与 Dirac 物理，这是通过将高分辨率同步辐射与基于激光的微聚焦光束角分辨光电子能谱、扫描隧道显微镜以及第一性原理计算相结合实现的。我们解析出位于费米能级附近的两个截然不同的电子平带态：一个是位于硫端表面、费米能级以下约 40 meV 处的稳健拓扑表面平带，源于弱拓扑绝缘体态；另一个是具有极窄带宽（约 5 meV）、结合能约为 100 meV 的 kagome 晶格衍生平带。铟端表面并未呈现单个 Dirac 锥，而是承载了罕见的二维 Dirac 节点弧态，其中无能隙的 Dirac 节点沿穿过布里渊区边界的开放一维线延伸，表现出尖锐的线性色散、极高的费米速度以及显著的圆二色性。这些发现确立了 Ni3In2S2 作为一种独特的拓扑 kagome 金属，其中不同物理起源的多个平带态与反常的 Dirac 节点弧共存，为发现平带驱动和拓扑赋能的量子现象开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2601.18317,
title = {Unusual Dual Flat Bands and two-dimensional Dirac-node Arc State in Kagome Metal Ni3In2S2},
author = {Bo Liang and Yichen Liu and Jie Pang and Hanbin Deng and Taimin Miao and Wenpei Zhu and Neng Cai and Tiantian Zhang and Jiayu Liu and Zhicheng Jiang and Zhanfeng Liu and Hongen Zhu and Yuliang Li and Tongrui Li and Mingkai Xu and Hao Chen and Xiaolin Ren and Chaohui Yin and Yingjie Shu and Yiwen Chen and Yu-Tian Zhang and Zhengtai Liu and Dawei Shen and Mao Ye and Fengfeng Zhang and Shenjin Zhang and Shengtao Cui and Zhe Sun and Koji Miyamoto and Taichi Okuda and Kenya Shimada and Lihong Yang and Jia-Xin Yin and Lin Zhao and Zuyan Xu and Haijun Zhang and Youguo Shi and X. J. Zhou and Guodong Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.18317},
year = {2026}
}
备注
26 pages, 4 figures