Development of ab initio characterization tool for Weyl semimetals and thermodynamic stability of kagome Weyl semimetals.
Notice bibliographique
Résumé
Topological materials have discovered ultrahigh magnetoresistance, chiral anomalies, the inherent anomalous Hall effect, and unique Fermi arc surface states. Topological materials now include insulators, metals, and semimetals. Weyl semimetals (WSM) are topological materials that show linear dispersion with crossings in their band structure which creates the pair of Weyl nodes of opposite chirality. WSMs have topological Fermi arc surface states connecting opposing chirality Weyl nodes. Spin-orbit coupling can result in the band opening in Dirac nodal rings, and creating the pair of Weyl nodes either by breaking the time-reversal or spatial inversion symmetry (but not both) 1-3. The chirality of a Weyl node is set by the Berry flux through a closed surface in reciprocal space around it. The purpose of this thesis was to characterize and investigate the thermodynamic stability of WSM. To accomplish these goals, quantum mechanical modeling at the level of density functional theory (DFT) was used. WloopPHI, a Python module, integrates the characterization of WSMs into WIEN2k, a full-potential all-electron density functional theory package. It calculates the chirality of the Weyl node (monopole charge) with an enhanced Wilson loop method and Berry phase approach. First, TaAs, a well-characterized Weyl semimetal, validates the code theoretically. We then used the approach to characterize the newly discovered WSM YRh6Ge4, and we found a set of Weyl points into it. Further, we study the stability of the kagome-based materials A3Sn2S2, where A is Co, Rh, or Ru, in the context of the ternary phase diagrams and competing binary compounds using DFT. We demonstrated that Co3Sn2S2 and Rh3Sn2S2 are stable compounds by examining the convex hull and ternary phase diagrams. It is feasible to synthesize Co3Sn2S2 by a chemical reaction between SnS, CoSn and Co9S8. Moreover, Rh3Sn2S2 can be produced by SnS, RhSn and Rh3S4. On the other hand, we found that Ru3Sn2S2 is a thermodynamically unstable material with respect to RuS2, Ru3S7 and Ru. Our work provides some insights for confirming materials using the DFT approach. 1. S. M. Young et al. Dirac Semimetal in Three Dimensions. Physical Review Letters108(14) (2012), 140405. 2. J. Liu and D. Vanderbilt. Weyl semimetals from noncentrosymmetric topological insulators. Physical Review B 90(15) (2014), 155316. 3. H. Weng et al. Weyl Semimetal Phase in Noncentrosymmetric Transition-Metal Monophosphides. Physical Review X 5(1) (2015), 011029.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,011 | 0,003 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».