Type-II Dirac fermions in thePtSe2class of transition metal dichalcogenides

费米子 Dirac(视频压缩格式) 迪拉克费米子 类型(生物学) 物理 量子力学 地质学 古生物学 中微子
作者
Huaqing Huang,Shuyun Zhou,Wenhui Duan
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:94 (12) 被引量:240
标识
DOI:10.1103/physrevb.94.121117
摘要

Recently, a new ``type-II'' Weyl fermion, which exhibits exotic phenomena, such as an angle-dependent chiral anomaly, was discovered in a new phase of matter where electron and hole pockets contact at isolated Weyl points [Nature (London) 527, 495 (2015)]. This raises an interesting question about whether its counterpart, i.e., a type-II Dirac fermion, exists in real materials. Here, we predict the existence of symmetry-protected type-II Dirac fermions in a class of transition metal dichalcogenide materials. Our first-principles calculations on ${\mathrm{PtSe}}_{2}$ reveal its bulk type-II Dirac fermions which are characterized by strongly tilted Dirac cones, novel surface states, and exotic doping-driven Lifshitz transition. Our results show that the existence of type-II Dirac fermions in ${\mathrm{PtSe}}_{2}$-type materials is closely related to its structural $P\overline{3}m1$ symmetry, which provides useful guidance for the experimental realization of type-II Dirac fermions and intriguing physical properties distinct from those of the standard Dirac fermions known before.
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