Radial Spin Texture of the Weyl Fermions in Chiral Tellurium
G. Gatti
(1)
,
D. Gosálbez-Martínez
(1)
,
S. S. Tsirkin
(2)
,
M. Fanciulli
(3, 4, 5)
,
M. Puppin
(6)
,
S. Polishchuk
(7)
,
S. Moser
(8)
,
L. Testa
(1)
,
E. Martino
(1)
,
S. Roth
(1)
,
Ph. Bugnon
(1)
,
L. Moreschini
(8)
,
A. Bostwick
(8)
,
C. Jozwiak
(8)
,
E. Rotenberg
(8)
,
G. Di Santo
(9)
,
L. Petaccia
(9)
,
I. Vobornik
(10)
,
J. Fujii
(10)
,
J. Wong
(11)
,
D. Jariwala
(12)
,
H. A. Atwater
(11)
,
H. M. Rønnow
(1)
,
M. Chergui
(6)
,
O. V. Yazyev
(1)
,
M. Grioni
(1)
,
A. Crepaldi
(1)
1
EPFL -
Institute of Physics, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL), Lausanne, Switzerland
2 D-PHYS - Department of Physics = Departement Physik [ETH Zürich]
3 LIDYL - Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (ex SPAM)
4 LPMS - Laboratoire de Physique des Matériaux et des Surfaces
5 ATTO - Attophysique
6 ISIC - Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques
7 Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques
8 ALS - Advanced Light Source [LBNL Berkeley]
9 Elettra Sincrotrone Trieste
10 IOM - CNR Istituto Officina dei Materiali
11 CALTECH - California Institute of Technology
12 Department of Electrical and Systems Engineering
2 D-PHYS - Department of Physics = Departement Physik [ETH Zürich]
3 LIDYL - Laboratoire Interactions, Dynamiques et Lasers (ex SPAM)
4 LPMS - Laboratoire de Physique des Matériaux et des Surfaces
5 ATTO - Attophysique
6 ISIC - Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques
7 Institut des Sciences et Ingénierie Chimiques
8 ALS - Advanced Light Source [LBNL Berkeley]
9 Elettra Sincrotrone Trieste
10 IOM - CNR Istituto Officina dei Materiali
11 CALTECH - California Institute of Technology
12 Department of Electrical and Systems Engineering
G. Gatti
- Fonction : Auteur
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S. S. Tsirkin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348610
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M. Fanciulli
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1170396
- ORCID : 0000-0002-7018-0110
M. Puppin
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1170420
- ORCID : 0000-0002-1328-7165
S. Polishchuk
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348611
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S. Moser
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348612
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L. Testa
- Fonction : Auteur
- PersonId : 828268
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E. Martino
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348613
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L. Moreschini
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348614
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C. Jozwiak
- Fonction : Auteur
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E. Rotenberg
- Fonction : Auteur
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G. Di Santo
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348615
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L. Petaccia
- Fonction : Auteur
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J. Wong
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348616
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D. Jariwala
- Fonction : Auteur
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H. M. Rønnow
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1345061
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M. Chergui
- Fonction : Auteur
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O. V. Yazyev
- Fonction : Auteur
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M. Grioni
- Fonction : Auteur
- PersonId : 1348617
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A. Crepaldi
- Fonction : Auteur
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Résumé
Trigonal tellurium, a small-gap semiconductor with pronounced magneto-electric and magneto-optical responses, is among the simplest realizations of a chiral crystal. We have studied by spin- and angle-resolved photoelectron spectroscopy its unconventional electronic structure and unique spin texture. We identify Kramers–Weyl, composite, and accordionlike Weyl fermions, so far only predicted by theory, and show that the spin polarization is parallel to the wave vector along the lines in k space connecting high-symmetry points. Our results clarify the symmetries that enforce such spin texture in a chiral crystal, thus bringing new insight in the formation of a spin vectorial field more complex than the previously proposed hedgehog configuration. Our findings thus pave the way to a classification scheme for these exotic spin textures and their search in chiral crystals.