IRGE4：キラルの結晶構造を持つ予測されるweyl-metal

多結晶IRGE4は、800°Cのアニーリング元素によって240時間合成され、組成はエネルギー分散型X線分光法によって確認されました。IRGE4は、シンクロトロンパウダーX線回折データを使用して、収束ビーム電子回折とRIETVELDの改良によって裏付けられた極性結晶構造（P31）の代わりに、キラル結晶構造（空間グループP3121）を採用しています。結晶構造は、B軸に沿ったIrge8ポリヘドラの層を特徴とし、層はエッジとコーナーの共有によって接続されています。各層は、エッジ共有で接続された3つのIRGE8ポリヘドラによって形成されるコーナー共有[IR3GE20]三量体で構成されています。温度依存性抵抗率は、金属の挙動を示します。磁気抵抗は、磁場が増加すると増加し、非飽和の磁気抵抗は9 tで11.5％に達します。ホール抵抗率は、穴が多数キャリア型であり、キャリア濃度が300 kで4.02×1021 cm-3のキャリア濃度であることを示唆しています。密度官能理論によって計算された電子バンド構造は、フェルミレベルを上回る+3のキラル電荷を持つweylポイントを明らかにします。

Polycrystalline IrGe4 was synthesized by annealing elements at 800 °C for 240 h, and the composition was confirmed by energy-dispersive X-ray spectroscopy. IrGe4 adopts a chiral crystal structure (space group P3121) instead of a polar crystal structure (P31), which was corroborated by the convergent-beam electron diffraction and Rietveld refinements using synchrotron powder X-ray diffraction data. The crystal structure features layers of IrGe8 polyhedra along the b axis, and the layers are connected by edge- and corner-sharing. Each layer consists of corner-shared [Ir3Ge20] trimers, which are formed by three IrGe8 polyhedra connected by edge-sharing. Temperature-dependent resistivity indicates metallic behavior. The magnetoresistance increases with increasing applied magnetic field, and the nonsaturating magnetoresistance reaches 11.5% at 9 T and 10 K. The Hall resistivity suggests that holes are the majority carrier type, with a carrier concentration of 4.02 × 1021 cm-3 at 300 K. Electronic band structures calculated by density functional theory reveal a Weyl point with a chiral charge of +3 above the Fermi level.