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Magnetic susceptibility in three-dimensional nodal semimetals

机译：三维节点半金属的磁化率

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摘要

We study the magnetic susceptibility in various three-dimensional gapless systems, including Dirac and Weyl semimetals, and a line-node semimetal. The susceptibility is decomposed into the orbital term, the spin term and also the spin-orbit cross term, which is caused by the spin-orbit interaction. We show that the orbital susceptibility logarithmically diverges at the band touching energy in the point-node case, while it exhibits a stronger δ-function singularity in the line node case. The spin-orbit cross term is shown to be paramagnetic in the electron side while diamagnetic in the hole side, in contrast with other two terms which are both even functions in Fermi energy. The spin-orbit cross term in the nodal semimetal is found to be directly related to the chiral surface current induced by the topological surface modes.
机译：我们研究了包括Dirac和Weyl半金属以及线节点半金属在内的各种三维无间隙系统的磁化率。磁化率被分解为轨道项，自旋项以及自旋轨道相互作用引起的自旋轨道交叉项。我们显示，在点节点情况下，轨道磁化率在带接触能量处呈对数方差，而在线节点情况下，轨道磁化率表现出更强的δ函数奇异性。与其他两个均在费米能中起作用的项相反，自旋轨道交叉项在电子侧显示为顺磁性，而在空穴侧为反磁性。发现节点半金属中的自旋轨道交叉项与拓扑表面模式所诱导的手性表面电流直接相关。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2016年第4期|045201.1-045201.11|共11页
  • 作者

    Mikito Koshino; Intan Fatimah Hizbullah;

  • 作者单位

    Department of Physics, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan;

    Department of Physics, Tohoku University, Sendai 980-8578, Japan;

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