Large magnetoresistance and de Haas–van Alphen oscillations in the topological semimetal candidates BaX4 (X=Ga, In)

磁电阻 物理 凝聚态物理 半金属 联轴节(管道) Dirac(视频压缩格式) 拓扑(电路) 封面(代数) 材料科学 量子力学 磁场 带隙 组合数学 机械工程 数学 工程类 中微子 冶金
作者
Huan Wang,Sheng Xu,Xiao-Qin Lu,Zheng-Yi Dai,Yiyan Wang,Xiaoyan Wang,Xiangyu Zeng,Jun-Fa Lin,Kai Liu,Zhong-Yi Lu,Tian‐Long Xia
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:104 (20)
标识
DOI:10.1103/physrevb.104.205119
摘要

We report the magnetoresistance (MR), de Haas--van Alphen (dHvA) oscillations, and first-principles calculation studies on topological semimetal candidates ${\mathrm{Ba}X}_{4}$ $(X=\mathrm{Ga}, \mathrm{In})$. Large unsaturated MR that reaches $3\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{3}%$ in ${\mathrm{BaGa}}_{4}$ and $4\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{4}%$ in ${\mathrm{BaIn}}_{4}$ are observed, which is due to the carrier compensations and high mobility. Evident dHvA oscillations are detected with $B//[001]$ configuration, from which the quantum mobilities are extracted. The light cyclotron effective masses are extracted from the fitting of the thermal damping term in the LK formula. According to the first-principles calculations, ${\mathrm{Ba}X}_{4}$ possesses several Dirac points in the absence of spin-orbit coupling (SOC), some of which open negligible gaps when SOC is considered. The ${Z}_{2}$ invariants of ${\mathrm{Ba}X}_{4}$ are equal to 1, indicating the nontrivial topological properties.
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