Existence of bulk chiral fermions and crystal symmetry
Existence of bulk chiral fermions and crystal symmetry
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DOI：
10.1103/physrevb.85.155118
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发表时间：
2012-04-10
影响因子：
3.7
通讯作者：
Manes, J. L.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Manes, J. L.
我们考虑了具有可忽略自旋轨道相互作用的非磁性三维（3D）晶体布里温区对称点周围的大块手性费米子的存在性。我们使用群论来证明这是可能的，但只适用于我们所列的空间群和对称点的减少数量。此外，我们表明，对于少数空间群，无论具体的晶体结构如何，大块手性费米子的存在不仅是可能的，而且是不可避免的。因此，我们的表格可以用来寻找特定类型系统中的大块手性费米子，即具有足够弱的自旋轨道耦合的非磁性三维晶体。我们还讨论了自旋轨道相互作用的影响，以及我们的方法在Weyl半金属、具有磁序的晶体和具有伪自旋1和3/2的Dirac点的系统中的可能扩展。使用一个简单的紧密绑定模型来说明其中的一些问题。
We consider the existence of bulk chiral fermions around points of symmetry in the Brillouin zone of nonmagnetic three-dimensional (3D) crystals with negligible spin-orbit interactions. We use group theory to show that this is possible, but only for a reduced number of space groups and points of symmetry that we tabulate. Moreover, we show that for a handful of space groups the existence of bulk chiral fermions is not only possible but unavoidable, irrespective of the concrete crystal structure. Thus our tables can be used to look for bulk chiral fermions in a specific class of systems, namely, that of nonmagnetic 3D crystals with sufficiently weak spin-orbit coupling. We also discuss the effects of spin-orbit interactions and possible extensions of our approach to Weyl semimetals, crystals with magnetic order, and systems with Dirac points with pseudospin 1 and 3/2. A simple tight-binding model is used to illustrate some of the issues.