État de Weyl induit par échange magnétique dans un semi-métal EuCd2Sb2

Les semi-métaux Weyl magnétiques (WSMs) recherchés depuis longtemps sont encore très rares. Nous avons identifié ici qu'EuCd2Sb2, un semi-métal appartenant au groupe spatial magnétique de type IV, héberge un état de Weyl induit par échange magnétique par le biais de mesures de magnéto-transport en haute champ magnétique et de calculs ab initio. Dans la structure antiferromagnétique de type A, un champ extérieur supérieur à 3,2 T peut aligner tous les spins d'Eu pour être complètement polarisés le long de l'axe c et, par conséquent, entraîner EuCd2Sb2 dans un état de spin polarisé. Des mesures de magnéto-transport jusqu'à ∼55–60 T ont montré des oscillations remarquables de Shubnikov-de Haas associées à une phase de Berry non triviale. Les calculs ab initio ont révélé une transition de phase d'EuCd2Sb2 d'un isolant topologique antiferromagnétique à petit gap à un WSM polarisé par spin dans lequel les points de Weyl apparaissent le long du chemin Γ-Z. Des arcs de Fermi sur les surfaces (100) et (010) sont également prédits. Pendant ce temps, l'effet Hall anormal large observé indique l'existence de points de Weyl autour du niveau de Fermi. Les résultats ouvrent la voie vers la réalisation de divers états topologiques dans un matériau unique grâce à la manipulation de l'échange magnétique.