L'exploration de nouveaux matériaux topologiques et des transitions de phase associées a été un thème de recherche central en physique de la matière condensée et en science des matériaux. Les matériaux topologiques avec des croisements anti-bandes non triviaux ont attiré beaucoup d'attention. L'état de surface du fermion sablier, situé au sommet dans le col d'une dispersion en forme de sablier, permet l'exploration de phases topologiques remarquables, telles que le point de Weyl du sablier, le mouvement le long des lignes de symétrie élevée et les chaînes ou filets nodaux du sablier. En introduisant des couplages intercouches à symétrie préservée non symmorphique, l'état de surface du fermion en sablier dans les isolants cristallins topologiques (TCI) peut être obtenu.

Étant donné que les scientifiques ont théoriquement prédit les TCI non symmorphes KHgX (X =As, Sb et Bi) ayant la dispersion en forme de sablier en 2016, les expériences utilisant différentes techniques ont été menées pour observer la dispersion en forme de sablier dans KHgSb, les composés en couches M₃ Site₆ (M =Nb, Ta), et des systèmes massifs tridimensionnels comme les iridates de pérovskite ou certains oxydes à symétrie non symmorphique. Cependant, les états de surface des fermions en sablier sont rarement vérifiés pour les inconvénients, notamment la sensibilité à l'air, les dispersions de bandes diverses traversant le niveau de Fermi (E_F ), et contestation du clivage chez les candidats mentionnés ci-dessus. Ainsi, il est fortement souhaité de découvrir des matériaux candidats appropriés avec des états de surface de fermions en sablier pour explorer leurs propriétés intrigantes et de nouvelles phases topologiques.

En 2020, Qian et al. théoriquement démontré que l'état de surface du fermion en sablier peut être réalisé dans du LaSbTe orthorhombique avec des couches d'atomes de Sb en zig-zag s'empilant le long d'un axe avec une symétrie non symmorphe. Cependant, le LaSbTe orthorhombique n'est pas devenu disponible expérimentalement jusqu'à présent, plutôt le LaSbTe tétragonal et le RESbTe substitué par La (RE =terre rare) ont été signalés.

Récemment, Chen Hongxiang, Chen Long, le professeur Wang Gang Wang, et al. de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences (IOP, CAS), en collaboration avec des collaborateurs, ont conçu et synthétisé un nouveau candidat isolant cristallin topologique stable à l'air en couches ErAsS.

La structure cristalline d'ErAsS est déterminée comme étant Pnma orthorhombique (n° 62) à l'aide de la diffraction des rayons X sur monocristal et confirmée par un champ noir annulaire à angle élevé à l'aide de la microscopie électronique à transmission à balayage.

Selon les résultats de la diffraction des neutrons monocristallins à COROLLI, SNS et les calculs des premiers principes, la couche d'atomes As déformée et l'ordre magnétique de Er dans ce matériau nouvellement découvert induisent non seulement l'état de surface du fermion en sablier, mais aussi l'exotisme accordé magnétiquement. phases comprenant l'éventuel isolant cristallin topologique magnétique.

Publié dans Matériel avancé , ces résultats montrent un nouveau candidat TCI disponible expérimentalement avec un état de surface de fermion sablier et des phases exotiques accordées par la structure magnétique, démontrant le potentiel d'une étude approfondie de l'état de surface du fermion sablier et de l'interaction entre le magnétisme et la topologie. + Explorer plus loin

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