İlerleme | Zaman Tersine Çevirme Simetrisi Kırık-Manyetik Weyl Yarı Metal Deney Gerçekleştirme
Weyl semimetal, vücut makrofiziksel (elektrik / termal / optik) davranışına topolojik olarak korunan Weyl fermiyonlarının hakim olduğu bir tür topolojik malzeme olup, topolojik fizik ve yoğun madde fiziğinin aşamasıdır. Birleştirmek Sıfır kütle, yüksek hareketlilik, topolojik kararlılık ve kiral koruma gibi bir dizi yeni topolojik duruma ve elektronik davranışa sahip olan önemli bir üründür.
Weyl fermiyonu ilk olarak 1929'da Alman fizikçi Weyl tarafından yüksek enerji fiziğinde kütlesiz bir fermiyonu tanımlamak için önerildi. Dört katlı dejenere Dirac fermiyonunun, zıt kiralite ile iki çift dejenere haline yozlaşması olarak kabul edilebilir. Bu nedenle, Weyl fermiyonlarının görünümü, uzay tersine veya zamanın tersine çevrilmesinin simetrisini bozmalıdır. Yoğunlaştırılmış katılarda, ilki, merkezsiz simetrik bir sisteme karşılık gelirken, ikincisi, spin-polarize bir manyetik sisteme karşılık gelir.
Manyetik Weil sisteminde, zaman-tersine simetri kırılması sistemin manyetizması ile garanti edilir ve harici bir manyetik alan tarafından kontrol edilebilir Topolojik durumu sıcaklık veya manyetik alan aracılığıyla kontrol etmek ve modüle etmek kolaydır. Topolojik olarak ilişkili Bailey eğriliği, güçlü bir içsel anormal Hall etkisi (ve anormal Nernst etkisi) üretebilir, bu da topolojik malzemelerde manyetikliği giderme elektron salınımı, topolojik yüzey durumu Fermi yayı, kiral anomali negatif manyetore direnç vb. Haline gelir. Temel topolojik davranışın ötesinde önemli fiziksel özellikler. Manyetik düzen ve topoloji arasındaki etkileşim, daha zengin fiziksel davranışlarla sonuçlanabilir. Bu nedenle, manyetik Weyl yarı metalinin topolojik spintronikler, topolojik sıcak elektronikler veya manyetik Weyltronikler için ideal bir fiziksel taşıyıcı sağlaması beklenir.
2011 yılında, teorisyenler ilk olarak katı malzemelerde kütlesiz kiral elektronik durumlar sınıfını keşfettiler (Y2Ir2O7, HgCr2Se4) [genişletilmiş okuma] Doğrusal olarak dağılmış düşük enerjili uyarılmış yarı parçacıklar, yüksek enerji fiziğinde Weilfer'e karşılık gelebilir. Yonago. 2015 yılında insanlar, merkezi simetri kırılmış TaAs yarı metallerinde Weil fermiyonlarını tahmin ettiler ve deneylerle [daha fazla okuma] çabucak onaylandılar. 80 yıldan daha uzun bir süre önce önerildiğinden beri, insanların Weyl fermiyonlarını (katı malzemelerde) ilk kez bulmaları, topolojik fizik ve yoğun madde fiziğinde bir kilometre taşıdır. Ancak, ters zaman simetri kırma sistemindeki manyetik Weil fermiyonları deneysel olarak doğrulanmamıştır.
Manyetik Weyl yarı metal adayı Co3Sn2S2'nin önerisi
Çin Bilimler Akademisi, Çin Bilimler Akademisi / Pekin Ulusal Yoğun Madde Fiziği Araştırma Merkezi, Fizik Enstitüsü, Mıknatıslık Devlet Anahtar Laboratuvarı M05 Grubu'ndan Yardımcı Araştırmacı Liu Enke, Çin Bilimler Akademisi, Fizik Enstitüsü, Max Planck Topluluğu ve Humboldt Vakfı'nın ortak desteğiyle, 2016'dan beri Almanya ile işbirliği yapıyor. Dresden'deki Max Planck Katı Hal Kimyasalları Enstitüsü'nden Claudia Felser ve Hallemaup Mikroyapı Fiziği Enstitüsü'nden Profesör Stuart Parkin, art arda bir dizi işbirliği gerçekleştirdi ve 2018'de yeni bir ferromanyetik Weyl yarı metal adayı Co3Sn2S2'yi önerdi (Şekil 1 ) ArXi v: 1712.06722, E. K. Liu, ve diğerleri, Nature Physics 14, 1125 (2018), daha fazla okuma]. Aynı zamanda, Çin Renmin Üniversitesi'nden Lei Hechang ve Wang Shancai ve Fizik Enstitüsü'nden Weng Hongming, Co3Sn2S2'nin bir ferromanyetik Weyl yarı metal olduğunu öne sürdüler [arXi v: 1712.09947, Q. Wang ve diğerleri Nat. Commun. 9, 3681 (2018)].
Co3Sn2S2, Shandite mineral bileşiği ailesine aittir (1950 yılında Güney Afrika'da keşfedilmiştir) Mükemmel kimyasal stabiliteye sahiptir ve hava, alkol, aseton, güçlü alkaliler, kaynar su ve diğer ortamlara karşı yüksek derecede stabilite sağlar; Co atomlarından oluşur Yarı-iki boyutlu Kagome kafesi ve 175 K'lik yüksek ferromanyetik Curie sıcaklığı (Şekil 2). Co manyetik momenti, Kagome kafes düzlemine diktir ve güçlü manyetokristalin anizotropisine sahiptir.Düzlem dışı doygunluk alanı sadece 0,09 T iken, düzlem içi doygunluk alanı 23 T kadar yüksektir. Bant hesaplamaları, sistemin tek spinli yarım metal özelliğine sahip olduğunu ve spin-up enerji bantlarında Weyl fermiyonlarının varlığı için önemli koşullara sahip olan bant inversiyonları ve doğrusal geçişler olduğunu göstermektedir (Şekil 2). Tek kristalli elektriksel taşıma ölçümleri, Co3Sn2S2'nin doymamış pozitif manye dayanıklılığına ve düşük taşıyıcı konsantrasyonuna (~ 1019cm-3) sahip olduğunu ve elektronların ve deliklerin konsantrasyonunun eşdeğer olduğunu, yani bir telafi türü yarı metal olduğunu göstermektedir. Deney, devasa anormal Hall iletkenliği gözlemledi (11 30 S / cm) ve anormal Hall açısı (% 20), geleneksel anormal Hall etkisi malzemesini çok aşıyor. Derinlemesine teorik hesaplamalar, Co3Sn2S2'nin enerji bandı geçişinin neden olduğu üç büyük düğüm döngüsüne sahip olduğunu bulmuştur.Döngü yörünge kuplajı tarafından açıldıktan sonra, üç yabancı düğüm üretilir ve bunlar, Fermi seviyesinin yalnızca 60 meV yukarısında bulunur (Şekil 2). Sonraki hesaplamalar ayrıca Weyl düğümlerine bağlı topolojik yüzey durumlarının Fermi seviyesinin üstünde ve altında dağıldığını buldu. Bu çalışma, Co3Sn2S2'yi teorik hesaplamalar ve elektriksel taşınmadan manyetik Weyl yarı metal için bir aday sistem olarak ortaya koymaktadır.
Weyl Topolojik Durum Spektroskopisinin Doğrulanması
Manyetik Weil yarı metal Co3Sn2S2 önerildikten sonra, Yardımcı Araştırmacı Liu Enke, Weil yarı metalinin topolojik durumunun doğrudan kanıtını araştırmayı aktif bir şekilde teşvik etti ve yüzeyi ortak çalışanlarla kullandı. hassas Elektronik yapıyı deneysel olarak karakterize etmek için açısal çözümlü fotoelektron spektroskopi (ARPES) ve taramalı tünelleme spektroskopisi (STM) teknikleri kullanıldı.
Şangay Bilim ve Teknoloji Üniversitesi / Oxford Üniversitesi'nden Profesör Chen Yulin ile işbirliği yaparak, numune kalitesi / morfolojik optimizasyon, çok ülkeli ışık kaynağı denemeleri, büyük veri analizi, teorik hesaplama karşılaştırması vb. Gibi bir dizi çabanın ardından, British Diamond senkrotron radyasyon yüksek çözünürlüklü ARPES nihayet yüksek kaliteli tek kristallerde kullanıldı. Tam, açık ve güvenilir kanıt elde edildi (Şekil 3), teorik hesaplamalarla oldukça tutarlı bir vücut enerji bandı yapısı elde edildi ve Weyl düğümlerini birbirine bağlayan devasa bir topolojik yüzey durumu Fermi yayı gözlemlendi. Weyl düğümü, Fermi enerji seviyesinin üzerinde olduğundan, kristal yüzeyinde yerinde bir K atomu tabakası birikir, bu da kimyasal potansiyeli yükseltir ve Weyl düğümünün doğrusal dağılım ilişkisini açıkça gözlemler. Aynı zamanda, İsrail'deki Weizmann Bilim Enstitüsü'nden Profesör Binghai Yan ve Haim Beidenkopf ile işbirliği içinde (Şekil 4), Co3Sn2S2 tek kristalinde Co, Sn ve S'nin üç atomik terminal bölünme yüzeyi elde edildi. Oluşan kagome kafesi, elektronlar elastik olarak farklı atom terminal kristallerinin kristal yüzeyine dağıldığında yarı parçacık girişim modelini analiz eder ve farklı yüzey durumlarının Fermi yaylarının dağılım ilişkisini elde eder ve "vücut durumu ile yüzey durumu" arasındaki topolojiyi oluşturur. Alaka düzeyi ve dolayısıyla topolojik akım tasarımı için farklı atomik yüzeyler kullanma fikrini ortaya koydu.
Bu iki işte, Birleştirmek Manyetoelektrik taşıma ve ilk prensip hesaplamalarına dayanarak, araştırmacılar ferromanyetik faz Co3Sn2S2 tek kristalinde manyetik Weyl yarı metallerinin iki karakteristik elektronik yapısını gözlemlediler: doğrusal olarak dağılan Weyl enerji bandı ve bağlantılı Weyl noktası İlk uluslararası deneydeki devasa topolojik yüzey durumu Fermi yayı, Co3Sn2S2'nin gerçekten de zamanın tersine çevrilmesinde kırık simetriye sahip Weyl yarı metal olduğunu doğruladı. Bu, topolojik yarı metal kuantum malzemeleri alanında, 2015 yılında uzay inversiyon simetri kırma Weil fermiyonlarının keşfini takiben, topolojik Weil yarı metal ailesinin tüm üyelerinin deneysel sonuçlar elde ettiğini gösteren bir başka önemli atılımdır. Onaylanmış. Ayrıca kuantum anormal Hall etkisinin deneysel olarak gerçekleştirilmesinden sonra, ferromanyetik dizi ve topolojik faz Birleştirmek Bir diğer önemli gelişme, maddenin kuantum hallerini üretmek için manyetizma ve topolojinin etkileşimine yeni bir başlangıç açtı.
Bu sonuç 20 Eylül 2019'da "Science" da ortaklaşa yayınlandı [D.F. Liu, et al., Science 365 , 1182 (2019), N. Morali, vd., Science 365 , 1185 (2019)]. "Science" aynı zamanda bu çalışma hakkında bir yorum yayınladı, "'Weyl'zaman ters simetriyi ortadan kaldırıyor", çalışmanın elektronik korelasyon ve topoloji, dış alan ve dış faz kontrolü, akson izolatörlerinin elektrodinamiği ve teoriyi incelemek için yeni olduğuna işaret etti. Temel parçacık keşfi, yeni nesil elektronik ve spintronik cihazlar gibi temel teoriler ve yüksek performanslı uygulamalar büyük önem taşımaktadır. Aynı zamanda, "Science China" ve "Physics Today", "Manyetik Weyl Yarı Metali Nihayet Onaylandı" olarak da adlandırıldı [H. M. Weng, Sci. China Phys. Mech. Astron. 62 , 127031 (2019)] ve "Manyetik yarı metaller kütlesiz yarı parçacıkları barındırır" [C. Middleton, Physics Today 72 , 24 (2019)] konu hakkında bildirdi.
Manyetik Weyl yarı metal Co3Sn2S2'nin fiziksel davranışını keşfetti
Manyetik Weyl yarı metal adayı Co3Sn2S2'nin ilk önerisinden bu yana, topolojik fizik ve manyetizma gibi birçok alanda hızlı bir şekilde oldukça geliştirilmiştir. Dikkat . Ana katılımcı olarak Yardımcı Araştırmacı Liu Enke ile yapılan ortak araştırmada, başlangıçta manyetizma ve topolojik etkileşim altında bol miktarda fiziksel fenomen gösteren manyetik Weyl yarı metal Co3Sn2S2'de topolojik olarak ilişkili bir dizi fiziksel davranış keşfedildi.
1) Kiral anomalisi ve kuantum salınımı
Weyl yarı metali için, akım uygulanan manyetik alana paralel olduğunda, Landau kuantizasyon enerjisi seviyesi Weyl enerji bandında görünecek ve bu da kiral yükün korunmamasına neden olacak ve yük, zıt kiralite ile iki Weyl düğümü arasında akacak ve sonuçta Sistem, iletkenliğin bir kısmını ekler, böylece negatif manyeto direnç davranışı gösterir. Araştırmada dönme açısı ölçümü gerçekleştirilmiş ve Co3Sn2S2'nin manyetore direncinin E // B'deki pozitif değerden EB'deki negatif değere kademeli olarak değiştiği görülmüş ve ilk olarak Weil fermiyonunun Kiral anomali fenomeni gözlenmiştir. Aynı zamanda, güçlü manyetik alan ölçümü, Co3Sn2S2'nin Shubnikov-de Haas manyetore dirençli salınım davranışını da gözlemledi ve etkili taşıyıcı kütle, Fermi hızı ve salınım frekansı gibi temel bilgileri elde etti [E. K. Liu, et al., Nature Physics 14 , 1125 (2018)].
2) Topolojik olarak geliştirilmiş dev anormal Hall etkisi
Döngü-yörünge kuplajıyla enerji boşluğunu açan düğüm döngüleri ve Weyl düğümleri, hareketli taşıyıcılar üzerinde önemli bir yanal etkiye sahip olan güçlü Bailey eğriliği oluşturacak ve ardından büyük bir içsel anormal Hall etkisi üretecektir. Ölçüm (Şekil 5), Co3Sn2S2'nin 150 K (~ 11) geniş bir sıcaklık aralığında sıfır alana ve büyük anormal Hall iletkenliğine sahip olduğunu buldu. 30 -1cm-1) ve dev anormal Hall açısı (~% 20), her ikisi de geleneksel manyetik malzemelerden daha büyük bir mertebedir. Weil düğümündeki ve düğüm halkasındaki güçlü Bayley eğriliği, deneysel değerle iyi bir uyum içinde olan, sisteme 1180 -1cm-1'lik anormal bir Hall iletkenliği getirir. Aynı zamanda, anormal Hall iletkenliğinin sıcaklığa ve uzunlamasına iletkenliğe bağımlı olmadığı ve anormal Hall etkisinin birleşik modelinde içsel "Bailey fazı" alanında bulunduğu ve bu da sistemdeki anormal Hall etkisinin kabuktan kaynaklandığını gösterir. Safsızlıkları saçmak yerine eğriliği kullanın. Dev anormal Hall iletkenliğinin ve dev anomali Hall açısının keşfi, gelişmiş spintronik uygulamaları için yeni umutlar getirdi (yüksek spinli polarize Hall akımı, Hall manyetik algılama vb.). Büyük anormal Hall efektinin tasarımı yeni bir çözüm sağlar. [E. K. Liu, ve diğerleri, Nature Physics 14, 1125 (2018)].
3) Topolojik olarak geliştirilmiş Nernst enine termoelektrikliği
İçsel anormal Nernst etkisi temel olarak Fermi seviyesinin yakınındaki Bailey eğrilik dağılımına bağlıdır. Çalışmada Co3Sn2S2'nin anormal Nernst etkisi ölçülmüştür.Nernst katsayısı Sxy = 3 V / K sıfır manyetik alan ve 80 K koşullarında ölçülmüştür. Co3Sn2S2'nin doygunluk moleküler manyetik momenti yalnızca 0,9 B / f.u olduğundan, anormal Nernst faktörü, geleneksel ferromanyetik malzemelerden yaklaşık bir büyüklük mertebesi olan 35 V / KT'ye kadar yüksektir (Şekil 6). Bu, manyetik Weyl yarı metal Co3Sn2S2'nin anormal Nernst etkisinin baskın faktörünün, manyetik momentten ziyade düğüm çizgileri ve Weyl noktalarının neden olduğu güçlü Bayley eğriliği olduğunu gösterir. Aynı zamanda sistem, ince film durumunda 5 Tesla'ya kadar yüksek bir zorlayıcılığa sahip olabilir, bu da sistemin sert manyetik tek alan durumunu koruyabilir ve harici bir manyetik alan uygulamadan sürekli olarak Nernst etkisini üretebilir. Bu sonuç, Great Nernst efekt malzemelerinin uygulanması için önemli bir aydınlanma sağlar. Enine termoelektriklik için, manyetik Weyl yarı metalinin, termoelektrik enerji dönüşümünü gerçekleştirmek için topolojik olarak geliştirilmiş enine termoelektrik bir değer zT üretmesi beklenir ve bunun ters işlemi Ettinghausen etkisi, katı hal soğutmaya uygulanabilir. Manyetik topolojik yarı metallerin anormal Nernst etkisi üzerine araştırma, "topolojik termoelektrikliğin" hızlı gelişimini teşvik etmeye yardımcı olacaktır [Satya, et al., Adv. Mater. 31 , 1806622 (2018)].
4) Topolojik yüzey durumu elektrokimyasal katalizi
Teorik hesaplamalar, Co3Sn2S2'nin oda sıcaklığında manyetik olmayan durumda Z2 = 1 olan, Co atomlarının hakim olduğu topolojik önemsiz olmayan bir yüzey durumuna sahip topolojik bir yalıtkan faz olduğunu ve topolojik yüzey durumu zayıflama derinliğinin yaklaşık olduğunu göstermektedir. 30 Tek bir hücre katmanı kalındır. Elektrokatalitik deneyler, Co3Sn2S2 tek kristal bloğunun bir su oksidasyon katalizörü olarak mükemmel katalitik aktiviteye sahip olduğunu ve yalnızca 10 mA · cm-2 akım yoğunluğu gerektirdiğini göstermektedir 30 0 mV aşırı potansiyel. Katalizörün boyutunun küçültülmesi ve köpüklü nikel ile yeniden birleştirilmesiyle, bu indeks ayrıca şu anda bildirilen kobalt bazlı katalizörlerin çoğunu aşarak 270 mV'ye düşürülür. Daha ilginç bir şekilde, daha geniş özgül yüzey alanına sahip Co3Sn2S2 parçacıklarına (95 mV · dec-1) kıyasla, Co3Sn2S2 tek kristal (ab düzlemi) daha düşük bir Tafel eğimine (74 mV · dec-1) sahiptir ve Kristalin malzemelerin mükemmel yük transfer kinetiği (Şekil 7). Teorik hesaplamalar, yarı dolu Co-dz2 orbitallerinin topolojik yüzey durumunun bir bileşeni ve adsorbe edilmiş OH-kök iyonlarındaki O-p orbitallerinin olduğunu göstermektedir. Birleştirmek , Yüksek hareket kabiliyetine sahip kiral fermiyonların hızlı transferini sağlamak. Bu çalışma, topolojik yüzey durumlarının verimli su bölme sağlamak, elektrokimyasal kataliz için net bir fiziksel görüntü sağlamak ve yeni nesil yüksek performanslı elektrokatalitik malzemelerin keşfi için yeni fizik sağlamak için topolojik koruma "aktif bölgeler" olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Temel ve tasarım konseptlerinin yeni bir "topolojik kataliz" yönü geliştirmesi bekleniyor [G. Li , ve diğerleri, Sci. Adv. 5, eaaw9867 (2019)].
5) Olası QAHE ve kiral kenar durumları
Manyetik Weyl yarı metal fazı, katmanlar arasındaki bağlantı nedeniyle Weyl noktasındaki enerji boşluğunu kapatmak için ortak bir yalıtkan ve manyetik olarak katkılı bir topolojik yalıtkanın üst üste yığılmasıyla oluşan heterojonksiyonun bir sonucu olarak kabul edilebilir. Manyetik Weyl semimetal Co3Sn2S2'nin yarı-iki boyutlu bir kagome kafesine ve düzlem dışı bir ferromanyetik düzene sahip olduğu göz önüne alındığında, çalışmada ortaya çıkabilecek kuantum anormal Hall etkisi (QAHE) beklenmektedir. Hesaplama sonuçları, Co3Sn-kagom tek tabakasının hala uzun menzilli düzlem dışı ferromanyetik diziyi koruduğunu ve elektronik yapısının 50 meV kadar geniş bir enerji boşluğu açtığını ve anormal Huo'ya karşılık gelen değerlik bandını ve iletim bandını birbirine bağlayan üç topolojik olarak korunmuş enerji bandı olduğunu göstermektedir. Elektriksel iletkenlik, temel kuantum iletkenliğinin 3 katı bir düzlüğe sahip gibi görünüyor. Bu, Co3Sn2S2'nin iki boyutlu limitin altında yüksek sıcaklıkta QAHE görünebileceğini gösterir (Şekil 8) [arXi v: 1712.08115]. STM çalışması, başlangıçta, numunenin kristal düzleminin adımında topolojik yüzey durumunun parazit duran dalgasını gözlemledi ve bu, enerji boşluğunun adımda açılabileceğini gösterdi (Şekil 8) [L.Jiao, et al., PRB 99, 245158 (2019)] . Yakın zamanda yapılan bir STM çalışması, Co3Sn-kagome atomik basamaklarında iki karşıt hareket eden kiral kenar durumunun oluşturduğu parazit duran dalgaları daha da gözlemledi ve bu, QAHE'nin Co3Sn2S2'deki olası varlığı için önemli bilgiler haline geldi [arXi v: 1910.11205].
Görünüm
Bu araştırma, manyetik Weyl yarı metalini ilk kez gerçekleştirmiş, topoloji ve manyetizmanın birleşmesini sağlamış ve manyetik topolojik Weyl yarı metallerinin kullanımının temeli olan uzay ve zaman ters simetri kırılmış Weyl fermiyonlarının fiziksel sınıflandırmasını tamamlamıştır. Fizik ve cihaz uygulamaları uygun bir araştırma platformu sağlar. Şu anda, insanlar teorik olarak Co3Sn2S2'de kagome kafes düz bant negatif manyetik moment, geniş alan duvarı manyetoresistansı, düşük akım yoğunluklu spin transfer torku etkisi ve yüksek yoğunluklu manyetik kabarcık alanı yapısı dahil olmak üzere çok sayıda fiziksel etki önermiş veya deneysel olarak keşfetmiştir. , Spin akım-yük akış dönüşümü, QAHE-QSHE faz geçişi, anizotropik manyetik entropi değişimi, elektronik korelasyon etkisi vb. Şu anda, daha fazla fiziksel etki üzerinde daha fazla araştırma yapılmaktadır.
Topolojik fiziğin önemli bir ihracatı olan manyetik Weyl yarı metali, geniş bir disiplin yelpazesine neden olmuştur. Dikkat "Topolojik spin (termal) elektroniği" ve "Weyltronics" i desteklemesi beklenen topolojik fizik, spintronik, termoelektrik enerji transferi, elektrokimyasal kataliz, yüksek voltaj fiziği, optik, güçlü korelasyon fiziği vb. Dahil Hızlı gelişim. Topolojik yarı metallerde içsel uzun menzilli ferromanyetik dizinin ortaya çıkmasının, iki boyutlu limit altında yüksek sıcaklıkta kuantum anormal Hall etkisi elde etmesi beklenmektedir.
Yukarıdaki araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı, Pekin Belediyesi Bilim ve Teknoloji Komisyonu, Çin Bilimler Akademisi Hefei Yüksek Manyetik Alan Merkezi ve Almanya Humboldt Vakfı tarafından finanse edildi.
Makale bağlantısı:
https: // www. doğa .com / makaleler / s41567-018-0234-5
https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1282
https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1286
https://advances.sciencemag.org/content/5/8/eaaw9867
Şekil 1. Ferromanyetik Weil yarı metalinde Weil düğümü enerji bandı doğrusal dağılımı
Şekil 2. Manyetik Weyl yarı metal Co3Sn2S2'nin temel bilgileri: (A) kristal ve manyetik yapı (kagome kafesi dahil), (B) bant ters çevirme ve doğrusal geçiş, (C) küçük Fermi yüzeyi, (D) üç boyutlu enerji bandı Ters ve perde döngüleri, (E) Brillouin bölgesinde 3 çift perde döngüsü, (F) eğim döngülerinin ve Weyl düğümlerinin spin-yörünge kuplajından sonra enerji boşluğu açılması
Şekil 3. Co3Sn2S2 topolojik yüzey durumu Fermi yayı ve gövde Weil düğümleri: (A) teorik olarak hesaplanmış Fermi yayı (i), farklı foton enerjilerinin deneysel olarak ölçülen Fermi yayları (ii-iii); (B) işaretleme ücreti Weil düğümünün metre seviyesinin üzerindeki doğrusal dağılım enerji bandı; (C) K atomlarının yerinde birikimi Fermi enerjisini yükseltmek için kullanılır; (D) ölçülen enerji bandı doğrusal bir Weil düğümünü gösterir
Şekil 4. Co3Sn2S2 Fermi yayı ve yarı parçacık girişim örüntüsü: (A) Düzlem dışı ferromanyetik sırayla Co'nun Kagome kafesi; (B) Co ve Sn kristal düzlemleri arasında ve düzlemdeki dış düğümler arasında Fermi yayı ve yarı klasik elektron taşıma yörüngesi; (C, D) (C, D) -5 meV enerjisindeki durumların elektronik yoğunluğunun teorik hesaplaması ile deneysel ölçümü arasındaki karşılaştırma, (D) 'deki diferansiyel iletkenliğin Fourier dönüşümü zengin bir standart gösterir. Parçacık girişim modeli
Şekil 5. Co3Sn2S2 yapısal anormal Hall etkisi: (A) Brillouin bölgesindeki Bailey eğrilik dağılımı, (B) düğüm halkası boyunca Bailey eğriliği, (C) ölçülen anormal Hall iletkenliği, (D ) Geleneksel manyetik malzemelerin anormal Hall iletkenliği ve anormal Hall açısı ile karşılaştırma
Şekil 6. Co3Sn2S2 enine termoelektrik etki: (A) anormal Nernstian etkisi (güç üretimi), (B) Ettinghausen etkisi (soğutma), (C) anormal Nernstian katsayısı ve doygunluk manyetizasyonunun karşılaştırma grafiği
Şekil 7. Co3Sn2S2 topolojik elektrokatalizi: (A) oda sıcaklığında topolojik yalıtkan yüzey durumu, (B) Oksijen evrim reaksiyonunun Tafel eğimi karşılaştırması, (C) STM faz oluşumu ile elde edilen ko-kagome kafes yüzeyi, (D) kristal Yüzeyin Co-dz2 Topolojik Yüzey Durumu ve OH-Kök Op Orbitalleri Birleştirmek
Şekil 8. Co3Sn2S2'nin olası kuantum anormal Hall etkisi: (A) Tek katmanlı bir Co-kagome'un kuantum anormal Hall etkisinin teorik hesaplaması, (B) STM tarafından adımda gözlemlenen önemsiz olmayan topolojik yüzey durumu
Düzenleme: fengyao
