論文の概要: Anomalous Linear and Quadratic Nodeless Surface Dirac Cones in
Three-Dimensional Dirac Semimetals
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15154v1
- Date: Tue, 26 Sep 2023 18:00:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-28 18:19:43.616749
- Title: Anomalous Linear and Quadratic Nodeless Surface Dirac Cones in
Three-Dimensional Dirac Semimetals
- Title（参考訳）: 3次元ディラック半金属中の異常リニアおよび4次元ノードレス表面ディラックコーン
- Authors: Dongling Liu, Xiao-Jiao Wang, Yijie Mo, Zhongbo Yan
- Abstract要約: 主に見過ごされた表面上の2種類の異常な表面のディラックコーンの存在を明らかにした。
これらの表面のディラックコーンは、トポロジカル絶縁体と著しく異なる多くの特徴を示す。
これらのノードのない表面のディラック・コーンの発見は、ディラック半金属における位相曲面状態とバルク境界対応の理解を広げる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Surface Dirac cones in three-dimensional topological insulators have
generated tremendous and enduring interest for almost two decades owing to
hosting a multitude of exotic properties. In this work, we explore the
topological surface states in two representative types of three-dimensional
Dirac semimetals, and unveil the existence of two types of anomalous surface
Dirac cones on the largely overlooked surfaces where the projections of bulk
Dirac nodes overlap. These surface Dirac cones are found to display a number of
features remarkably different from that in topological insulators. The most
prominent one is the absence of Dirac node in them. In addition, the spin
textures of these nodeless surface Dirac cones are found to exhibit a unique
two-phase-angle dependence, leading to the presence of two different winding
numbers in the orbital-resolved spin textures, which is rather different from
the well-known spin-momentum locking in topological insulators. Despite the
absence of Dirac node, we find that the surface Dirac cones are also
characterized by quantized $\pi$ Berry phases, even though one type of the
surface Dirac cones takes a quadratic dispersion. In the presence of
time-reversal-symmetry-breaking fields, we find that the responses of the
surface and bulk Dirac cones display an interesting bulk-surface
correspondence. The uncovering of these nodeless surface Dirac cones broadens
our understanding of the topological surface states and bulk-boundary
correspondence in Dirac semimetals, and could further fuel the research
interest in Dirac physics.
- Abstract（参考訳）: 3次元の位相絶縁体の表面ディラックコーンは、多くのエキゾチックな性質をホストしているため、ほぼ20年にわたって多大な関心を寄せてきた。
本研究では,2種類の代表的な3次元ディラック半金属の位相的表面状態を調査し,バルクディラックノードの投影が重なり合うほとんど見落とされた表面上に2種類の異常な表面ディラックコーンが存在することを明らかにした。
これらの表面ディラックコーンは、位相的絶縁体と著しく異なる多くの特徴を示すことが分かる。
最も顕著なものは、diracノードが存在しないことである。
さらに、これらのノードレス面のスピンテクスチャは、独自の2相角依存性を示し、軌道分解されたスピンテクスチャに2つの異なる巻数が存在することが見出され、これはトポロジカル絶縁体におけるよく知られたスピン-モーメントロックとはかなり異なる。
ディラックノードが存在しないにもかかわらず、表面のディラックコーンは2次分散を持つ曲面の1つのタイプであっても、$\pi$ベリー位相の量子化によって特徴付けられる。
時間反転対称性の破れ場が存在すると、表面とバルクディラックコーンの応答は興味深いバルク面対応を示すことが分かる。
これらのノードのない表面ディラック円錐の解明は、ディラック半金属における位相的表面状態とバルク境界対応の理解を広げ、ディラック物理学の研究をさらに加速させる可能性がある。
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