本课题组对笼目材料体系的输运性质和电子结构进行了系统地研究，并取得了一系列进展。近日，永青、王渊、占阳参与主导的工作《Type-II Dirac Nodal Lines in a Double-Kagome-Layered Semimetal》被Advanced Electronic Material接收。

揭示钒基笼目材料AV₃Sb₅ (A=K, Rb, Cs) 体系的电子结构是理解该体系中的新奇物性的前提和基础。在之前的工作中，我们在CsV₃Sb₅中观测到了靠近费米能级处存在的多条沿着k_z方向的狄拉克节线和一组在A-H-L面内的节环，从而确定其为一种狄拉克节线半金属。第一性原理分析表明，这组节环可能是实验中观测到的反常霍尔电导信号的重要来源之一，表明拓扑节环在其输运行为中所起的重要作用（Physical Review B 106, L081101 (2023)）。通过V位的Ti掺杂实现对CsV₃Sb₅中的电荷密度波、超导态和能带结构的调控，揭示了电荷密度波序和超导态之间的竞争关系。发现电荷密度波起源于范霍夫奇点的费米面嵌套和电声子耦合的共同作用，阐释了电荷密度波序的起源和可能的超导配对机制，为理解CsV₃Sb₅中的新奇电子态提供了重要指导（Physical Review Materials 7, 064801 (2023)）。在笼目金属CsTi₃Bi₅中观测到了平带和非平庸的拓扑能带结构，且极低温输运结果表明该体系不存在超导现象和电荷密度波相变，为研究Kagome晶格材料中的超导和非平庸拓扑提供了新的思路和启发（Chinese Physics Letters 40 (3), 037102 (2023)）。

在三维材料中，导带和价带之间的能带交叉可以形成离散的点，被描述为狄拉克半金属和外尔半金属。这些能带还可以沿着曲线交叉，被称为狄拉克节线半金属和外尔节线半金属。根据交叉能带的斜率，一般将半金属分为Type-I和Type-II。相较于Type-I狄拉克节线半金属，Type-II狄拉克节线半金属有着独特的性质，如磁场方向依赖的手性反常、磁性分解和Klein隧穿效应。尽管已经对Type-II狄拉克节线半金属进行了许多理论预测，但目前仍缺乏Type-II狄拉克节线半金属相的直接谱学证据。结合角分辨光电子能谱实验和DFT计算，本工作对双笼目层材料CsV₈Sb₁₂的电子结构进行了系统研究，揭示了该材料体系的独特电子特性，包括多个Type-II狄拉克线节点、相互作用的准一维能带和范霍夫奇点，证实了CsV₈Sb₁₂是一种Type-II狄拉克节线半金属，并且这些Type-II狄拉克节线受到镜面对称性的保护。此外，我们还观察到CsV₈Sb₁₂表现出非饱和磁阻行为，这可能是由Type-II狄拉克锥引发的电子和空穴费米口袋的共存所致。通过DFT计算，我们发现位于费米面附近的Type-II狄拉克锥会产生很大的自旋贝里曲率，使其成为探索手性异常、Klein隧穿效应、分数量子霍尔效应等新颖输运性质的理想平台。作为与单笼目层金属CsV₃Sb₅进行对比研究的理想对象，这些结果证明CsV₈Sb₁₂是研究CsV₃Sb₅中新奇电子特性和独特性质的载体。Type-II狄拉克节线，在塑造材料的输运响应方面起着重要作用，值得进一步进行理论和实验研究。 

论文链接：

https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.106.L081101

https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevMaterials.7.064801

https://cpl.iphy.ac.cn/10.1088/0256-307X/40/3/037102

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aelm.202300212