Time-Reversal Symmetry Breaking Driven Topological Phase Transition in EuB6

拓扑绝缘体 物理 拓扑(电路) 拓扑序 量子反常霍尔效应 凝聚态物理 半金属 点反射 相变 简并能级 对称保护拓扑序 费米能级 绕组编号 量子 量子力学 磁场 带隙 量子霍尔效应 电子 数学 组合数学 数学分析
作者
S. Y. Gao,Sheng Xu,Hang Li,Changjiang Yi,Si-Min Nie,Zhicheng Rao,Huan Wang,Quan-Xin Hu,Xue-Zhi Chen,Wen-Hui Fan,Jierui Huang,Yao-Bo Huang,Nini Pryds,M. Shi,Zhijun Wang,You-Guo Shi,Tian-Long Xia,Tian Qian,Hong Ding
出处
期刊:Physical Review X [American Physical Society]
卷期号:11 (2) 被引量:22
标识
DOI:10.1103/physrevx.11.021016
摘要

The interplay between time-reversal symmetry (TRS) and band topology plays a crucial role in topological states of quantum matter. In time-reversal-invariant (TRI) systems, the inversion of spin-degenerate bands with opposite parity leads to nontrivial topological states, such as topological insulators and Dirac semimetals. When the TRS is broken, the exchange field induces spin splitting of the bands. The inversion of a pair of spin-splitting subbands can generate more exotic topological states, such as quantum anomalous Hall insulators and magnetic Weyl semimetals. So far, such topological phase transitions driven by the TRS breaking have not been visualized. In this work, using angle-resolved photoemission spectroscopy, we have demonstrated that the TRS breaking induces a band inversion of a pair of spin-splitting subbands at the TRI points of Brillouin zone in EuB$_6$, when a long-range ferromagnetic order is developed. The dramatic changes in the electronic structure result in a topological phase transition from a TRI ordinary insulator state to a TRS-broken topological semimetal (TSM) state. Remarkably, the magnetic TSM state has an ideal electronic structure, in which the band crossings are located at the Fermi level without any interference from other bands. Our findings not only reveal the topological phase transition driven by the TRS breaking, but also provide an excellent platform to explore novel physical behavior in the magnetic topological states of quantum matter.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
慕青应助张张采纳,获得10
1秒前
1秒前
星辰大海应助jfj采纳,获得10
2秒前
小蘑菇应助取个名儿吧采纳,获得10
2秒前
lily完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
3秒前
5秒前
莹0000发布了新的文献求助10
6秒前
地球发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
星辰大海应助yansiyi采纳,获得20
6秒前
小米完成签到,获得积分10
7秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
8秒前
小鱼ya完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
糊涂的雁菡关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
10秒前
凌发发布了新的文献求助30
10秒前
我是老大应助zzzzzzz采纳,获得10
10秒前
地球发布了新的文献求助10
10秒前
聪明的过客应助慢慢采纳,获得10
11秒前
Akim应助粗心的从露采纳,获得10
12秒前
安详芝完成签到,获得积分10
12秒前
14秒前
14秒前
14秒前
风中幻儿发布了新的文献求助15
14秒前
地球发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
yy发布了新的文献求助20
16秒前
王炸炸完成签到,获得积分10
16秒前
xiaotian应助和谐的亦旋采纳,获得20
17秒前
18秒前
18秒前
18秒前
安详芝发布了新的文献求助20
18秒前
18秒前
地球发布了新的文献求助10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Handbook of Optical Systems,Volume 6:Advanced Physical Optics 666
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6514081
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8307558
关于积分的说明 17752081
捐赠科研通 5616036
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2924532
邀请新用户注册赠送积分活动 1901503
关于科研通互助平台的介绍 1763000