A Weyl Fermion semimetal with surface Fermi arcs in the transition metal monopnictide TaAs class.
A Weyl Fermion semimetal with surface Fermi arcs in the transition metal monopnictide TaAs class.
复制标题
DOI：
10.1038/ncomms8373
复制
发表时间：
2015-06-12
影响因子：
16.6
通讯作者：
Hasan, M. Zahid
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Huang, Shin-Ming;Xu, Su-Yang;Belopolski, Ilya;Lee, Chi-Cheng;Chang, Guoqing;Wang, BaoKai;Alidoust, Nasser;Bian, Guang;Neupane, Madhab;Zhang, Chenglong;Jia, Shuang;Bansil, Arun;Lin, Hsin;Hasan, M. Zahid
外尔费米子是无质量的手性费米子，在量子场论中发挥着重要作用，但从未作为基本粒子被观察到。外尔半金属是一种不寻常的晶体，它以外尔费米子作为准粒子激发，并在其表面上具有费米弧。这种半金属不仅提供了量子场论中异常现象的凝聚态实现，而且还展示了有隙拓扑绝缘体之外的拓扑分类。在这里，我们确定了过渡金属单磷化合物材料类别中的拓扑外尔半金属态。我们对 TaAs 的第一性原理计算揭示了其体积外尔费米子锥和表面费米弧。我们的结果表明，在TaAs类材料中，Weyl半金属态不依赖于化学成分或磁序的微调，这为在实际材料中实验实现Weyl半金属和费米弧表面态打开了大门。 外尔半金属是一种具有外尔费米子准粒子的拓扑材料，其实现的建议面临着严格的实验要求。在这里，作者预测化学计量的 TaAs 中会出现这种状态，这是由于反演对称性的破缺而产生的。
Weyl fermions are massless chiral fermions that play an important role in quantum field theory but have never been observed as fundamental particles. A Weyl semimetal is an unusual crystal that hosts Weyl fermions as quasiparticle excitations and features Fermi arcs on its surface. Such a semimetal not only provides a condensed matter realization of the anomalies in quantum field theories but also demonstrates the topological classification beyond the gapped topological insulators. Here, we identify a topological Weyl semimetal state in the transition metal monopnictide materials class. Our first-principles calculations on TaAs reveal its bulk Weyl fermion cones and surface Fermi arcs. Our results show that in the TaAs-type materials the Weyl semimetal state does not depend on fine-tuning of chemical composition or magnetic order, which opens the door for the experimental realization of Weyl semimetals and Fermi arc surface states in real materials. Proposals for the realization of Weyl semimetals, topologically non-trivial materials which host Weyl fermion quasiparticles, have faced demanding experimental requirements. Here, the authors predict such a state in stoichiometric TaAs, arising due to the breaking of inversion symmetry.
登录
查看更多内容
影响因子：
3.7
作者：
Ojanen, Teemu
通讯作者：
Ojanen, Teemu
影响因子：
1.4
作者：
Hosur, Pavan;Qi, Xiaoliang
通讯作者：
Qi, Xiaoliang
影响因子：
3.7
作者：
Liu, Chao-Xing;Ye, Peng;Qi, Xiao-Liang
通讯作者：
Qi, Xiao-Liang
影响因子：
41.2
作者：
Geim, A. K.;Novoselov, K. S.
通讯作者：
Novoselov, K. S.
Cd3As2 中的三维狄拉克半金属和量子输运
影响因子：
3.7
作者：
Wang, Zhijun;Weng, Hongming;Fang, Zhong
通讯作者：
Fang, Zhong