反铁磁笼目晶格FeSn中空间反演和时间反演联合对称性保护的狄拉克费米子

对称性原理在制定自然基本定律方面发挥着关键作用，近期对量子材料的研究中已经发现了大量受对称性保护的拓扑态。具有说服力的例子是，无质量的狄拉克费米子由空间反演对称性P和时间反演对称性T以及额外的晶体对称性共同保护。当P或T被破坏时，它们就演化成了Weyl费米子。在本文中，基于第一原理计算，我们揭示了无质量的狄拉克费米子存在于一种层状FeSn晶体中，该晶体包含反铁磁耦合的铁磁笼目层（Fe层），其中P和T对称性各自被破坏，但联合的PT对称性得以保留。这些稳定的狄拉克费米子由联合的PT对称性和额外的非对称S2z对称性保护，通过破坏PT或S2z对称性可以将其转化为无质量/有质量的Weyl费米子或有质量的狄拉克费米子。我们的角度分辨光电子能谱实验在FeSn体态中观察到了狄拉克态，并在表面观察到了二维的类Weyl态。本文大大丰富了我们对物质对称性和拓扑之间错综复杂联系的基本理解，并加深了我们对于自旋在物性调控反面的作用。