Quelle est la description physique et$E$-$k$graphiques pour Dirac Semimetal, Weyl Semimetal et Magnetic Weyl Semimetal ?

Question

J'ai essayé d'obtenir une compréhension physique de ces trois concepts, et toute aide serait appréciée. Pour l'instant c'est ce que j'ai compris :

1. Les semi-métaux de Dirac ont des quasi-particules relativistes (avec ou sans masse), d'où la dispersion linéaire.

2. Les semi-métaux de Weyl sont une classe spéciale de semi-métaux de Dirac avec une masse nulle et dans un espace de dimension impaire (en tant que tels, ils viennent dans une chiralité opposée).

3. Les semi-métaux magnétiques de Weyl sont des semi-métaux de Weyl à symétrie d'inversion temporelle brisée.

Est-ce correct? Si oui, en regardant un$E$-$k$diagramme, comment ferais-je la distinction entre 1 et 2 ? Je crois que pour les semi-métaux magnétiques de Weyl, les nœuds de Weyl apparaissent sous deux formes différentes$k$'s, de sorte qu'il est plus facilement identifié.

Answer 1

La différence entre les fermions de Dirac et de Weyl à la fois en physique des particules et dans la matière condensée est que dans le cas de Weyl, il n'y a qu'une seule direction de spin autorisée pour une donnée.${\bf k}$et dans l'affaire Dirac, il y en a deux. Par exemple

$$ H_{\rm Weyl}= \kappa {\boldsymbol \sigma}\cdot {\bf p} $$tandis que$$ H_{\rm Dirac}=\kappa \left[\matrix{{\boldsymbol \sigma}\cdot {\bf p}&0\cr 0& -{\boldsymbol \sigma}\cdot {\bf p}}\right]. $$Le cas de Dirac est comme une paire de nœuds de Weyl coïncidents, de chiralité opposée, en un seul point de la zone de Brillouin. Il peut être déformé en continu en une paire de chiralité opposée en différents points.