手性磁铁费米面上对称性保证的拓扑节面用于技术开发

2021-07-29 16:36:38

尽管最近人们努力利用具有非平凡拓扑性质的材料来推进自旋电子学器件和量子信息技术的发展,但仍有3个关键难题尚未解决。

首先,确定通常而非偶然位于费米能级的拓扑带简并;其次,能够较易控制这种拓扑简并;最后,确定大型多片费米面(FS)的拓扑简并。

通过将德哈斯—范阿尔芬光谱学与密度泛函理论和能带拓扑计算相结合,研究组证明手性铁磁性硅化锰(MnSi)中的非点式对称产生了节面(NPs),这使得在NPs与FS交界处的拓扑保护层(TPs)具有较大的贝里曲率,且与FS的复杂性无关。

研究组预测,这些TPs将具有相当大的费米弧,这取决于磁化的方向。通过推导拓扑NPs的对称性条件,研究组发现1651个磁空间群由7个灰色群和26个具有拓扑NPs的黑白群组成,其中包括铁磁性MnSi的空间群。因此,在MnSi的FS上识别出可由磁场控制的对称性保证的TPs,这表明在大量材料中存在类似性质,可用于技术开发。

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