Lorentz-violating type-II Dirac fermions in transition metal dichalcogenide PtTe(2).
Lorentz-violating type-II Dirac fermions in transition metal dichalcogenide PtTe(2).
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过渡金属二硫属化物 PtTe2 中的洛伦兹破坏 II 型狄拉克费米子
DOI：
10.1038/s41467-017-00280-6
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发表时间：
2017-08-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Zhou S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yan M;Huang H;Zhang K;Wang E;Yao W;Deng K;Wan G;Zhang H;Arita M;Yang H;Sun Z;Yao H;Wu Y;Fan S;Duan W;Zhou S
拓扑半金属作为凝聚态物理的主体材料引起了广泛的研究兴趣，最初提出的狄拉克和韦尔费米子是高能物理中提出的。虽然在高能物理中需要洛伦兹不变性，但在凝聚态物理中不一定遵守洛伦兹不变性，因此可以在拓扑半量中实现违反洛伦兹的第二类Weyl/Dirac费米子。最近第二类Weyl费米子的实现提出了一个问题，即它们的自旋简并对应的第二类狄拉克费米子是否也可以在实验上实现。在这里，我们报道了化学计量比的PtTe2单晶中存在第二类狄拉克费米子的实验证据。角度分辨光电子能谱测量和第一性原理计算揭示了一对沿Γ-A方向强烈倾斜的狄拉克锥体，证实了PtTe2是一种II型狄拉克半金属。我们的结果为研究新的量子现象(如各向异性磁输运)和拓扑相变提供了机会。
Topological semimetals have recently attracted extensive research interests as host materials to condensed matter physics counterparts of Dirac and Weyl fermions originally proposed in high energy physics. Although Lorentz invariance is required in high energy physics, it is not necessarily obeyed in condensed matter physics, and thus Lorentz-violating type-II Weyl/Dirac fermions could be realized in topological semimetals. The recent realization of type-II Weyl fermions raises the question whether their spin-degenerate counterpart—type-II Dirac fermions—can be experimentally realized too. Here, we report the experimental evidence of type-II Dirac fermions in bulk stoichiometric PtTe2single crystal. Angle-resolved photoemission spectroscopy measurements and first-principles calculations reveal a pair of strongly tilted Dirac cones along the Γ-A direction, confirming PtTe2as a type-II Dirac semimetal. Our results provide opportunities for investigating novel quantum phenomena (e.g., anisotropic magneto-transport) and topological phase transition.
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