Nontopological chiral chemical potential due to the Zeeman field in magnetic Weyl semimetals

手征异常 物理 塞曼效应 异常(物理) Weyl半金属 费米子 半金属 混合异常 磁场 凝聚态物理 轨距异常 手征对称破缺 手征对称性 量子力学 对称性破坏 带隙 规范理论 色量子动力学 规范理论导论
作者
Yi-Hang Lei,Yong-Long Zhou,Hou-Jian Duan,Ming-Xun Deng,Zhien Lu,Rui-Qiang Wang
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:104 (12) 被引量:7
标识
DOI:10.1103/physrevb.104.l121117
摘要

As condensed-matter manifestations of the chiral anomaly, the coexistence of positive longitudinal magnetoconductivity (LMC) and the planar Hall effect (PHE) is regarded as a characteristic transport signal for the Weyl semimetal (WSM) phase. By including a finite Newtonian mass into the general linearized WSM model, we derive an analytical expression for the chiral chemical potential, which includes a topological term of the chiral anomaly and a nontopological term. The nontopological term stems from the Zeeman-field-induced tilt of the Weyl cones, which breaks the symmetry of the fermion filling between the Weyl valleys of opposite chiralities and further leads to a chiral chemical potential $\ensuremath{\propto}\mathbit{E}\ifmmode\cdot\else\textperiodcentered\fi{}\mathbit{B}$, much as the effect of the chiral anomaly. We demonstrate that the resulting LMC is positive and can coexist with the PHE without invoking the mechanism of the chiral anomaly. Hence, the chiral chemical potential might not be exclusively respected to the chiral anomaly. Experimentally, one can distinguish the chiral anomaly from the proposed tilt mechanism by inspecting the dependence of magnetoconductivity on the Fermi energy.
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