L'esplorazione di nuovi materiali topologici e delle relative transizioni di fase è stato un tema di ricerca centrale nella fisica della materia condensata e nella scienza dei materiali. I materiali topologici con incroci anti-banda non banali hanno attirato molta attenzione. Lo stato superficiale del fermione a clessidra, situato al vertice nel collo di una dispersione simile a una clessidra, consente l'esplorazione di fasi topologiche notevoli, come il punto Weyl della clessidra, il movimento lungo linee di alta simmetria e le catene o reti nodali della clessidra. Introducendo accoppiamenti interstrato non simmorfici preservati dalla simmetria, è possibile ottenere lo stato superficiale del fermione a clessidra negli isolanti cristallini topologici (TCI).

Poiché gli scienziati hanno teoricamente previsto i TCI non simmorfici KHgX (X =As, Sb e Bi) aventi la dispersione a clessidra nel 2016, gli esperimenti utilizzando diverse tecniche sono stati condotti per osservare la dispersione a clessidra in KHgSb, composti stratificati M₃ Sito₆ (M =Nb, Ta) e sistemi sfusi tridimensionali come iridate di perovskite o alcuni ossidi con simmetria non simmorfica. Tuttavia, gli stati superficiali dei fermioni a clessidra sono raramente verificati per gli inconvenienti tra cui sensibilità all'aria, dispersioni di bande varie che attraversano il livello di Fermi (E_F ), e contestazione di scissione nei candidati sopra citati. Pertanto, è altamente desiderato scoprire materiali candidati adatti con stati superficiali di fermioni a clessidra per esplorare le loro proprietà intriganti e nuove fasi topologiche.

Nel 2020, Qian et al. dimostrato teoricamente che lo stato superficiale del fermione a clessidra può essere realizzato in LaSbTe ortorombico con strati di atomi di Sb a zig-zag impilati lungo un asse con simmetria non simmorfica. Tuttavia, il LaSbTe ortorombico non è ancora disponibile sperimentalmente, sono stati riportati LaSbTe piuttosto tetragonale e RESbTe sostituito con La (RE =terre rare).

Recentemente, Chen Hongxiang, Chen Long, il Prof. Wang Gang Wang, et al. dell'Istituto di Fisica dell'Accademia Cinese delle Scienze (IOP, CAS), insieme ai collaboratori, hanno progettato e sintetizzato un nuovo candidato isolante cristallino topologico stratificato ErAsS.

La struttura cristallina di ErAsS è determinata essere Pnma ortorombico (n. 62) utilizzando la diffrazione di raggi X a cristallo singolo e ulteriormente confermata dal campo scuro anulare ad alto angolo utilizzando la microscopia elettronica a trasmissione a scansione.

Secondo i risultati della diffrazione di neutroni a cristallo singolo a COROLLI, SNS e calcoli dei primi principi, lo strato di atomi di As distorto e l'ordine magnetico di Er in questo materiale appena scoperto inducono non solo lo stato superficiale del fermione a clessidra, ma anche l'esotico sintonizzato magnetico fasi compreso l'eventuale isolante cristallino topologico magnetico.

Pubblicato in Materiali avanzati , questi risultati mostrano un candidato TCI nuovo e sperimentalmente disponibile con stato superficiale del fermione a clessidra e fasi esotiche sintonizzate dalla struttura magnetica, dimostrando il potenziale di studiare in profondità lo stato superficiale del fermione a clessidra e l'interazione tra magnetismo e topologia. + Esplora ulteriormente

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