Photoexcited electrons in graphene remain thermally excited because they cannot transfer this energy to lattice vibrations.

Although Weyl fermions have proven elusive in high-energy physics, their existence as emergent quasiparticles has been predicted in certain crystalline solids in which either inversion or time-reversal symmetry is broken\cite{WanPRB2011,BurkovPRL2011, WengPRX2015,HuangNatComm2015}. Recently they have been observed in transition metal monopnictides (TMMPs) such as TaAs, a class of noncentrosymmetric materials that heretofore received only limited attention \cite{XuScience2015, LvPRX2015, YangNatPhys2015}. The question that arises now is whether these materials will exhibit novel, enhanced, or technologically applicable electronic properties. The TMMPs are polar metals, a rare subset of inversion-breaking crystals that would allow spontaneous polarization, were it not screened by conduction electrons \cite{anderson1965symmetry,shi2013ferroelectric,kim2016polar}. Despite the absence of spontaneous polarization, polar metals can exhibit other signatures of inversion-symmetry breaking, most notably second-order nonlinear optical polarizability, $\chi^{(2)}$, leading to phenomena such as optical rectification and second-harmonic generation (SHG). Here we report measurements of SHG that reveal a giant, anisotropic $\chi^{(2)}$ in the TMMPs TaAs, TaP, and NbAs. With the fundamental and second harmonic fields oriented parallel to the polar axis, the value of $\chi^{(2)}$ is larger by almost one order of magnitude than its value in the archetypal electro-optic materials GaAs \cite{bergfeld2003second} and ZnTe \cite{wagner1998dispersion}, and in fact larger than reported in any crystal to date.

Electronic transport measurements in a magnetic field on the topological Dirac semimetal Cd3As2 identify the predicted Weyl orbits that weave Fermi arcs and bulk states together; the Weyl orbits enable transfer of chirality from one node to another, and open up the possibility of controlling topological properties electronically. In recently discovered topological semimetals, quasiparticles appear that are condensed-matter versions of high-energy massless Weyl fermions. They show curious electronic behaviour, having a distinct chirality and residing in topologically protected states. At the surface, so-called Fermi arcs form between specific Weyl nodes, and these have recently been observed in spectroscopic measurements. Philip Moll et al. present electronic transport measurements of the topological Dirac semimetal Cd3As2 in a magnetic field, identifying the predicted Weyl orbits that weave Fermi arcs and bulk states together. These Weyl orbits enable transfer of chirality from one node to another and open up the possibility of controlling topological properties electronically. The dispersion of charge carriers in a metal is distinctly different from that of free electrons owing to their interactions with the crystal lattice. These interactions may lead to quasiparticles mimicking the massless relativistic dynamics of high-energy particle physics1,2,3, and they can twist the quantum phase of electrons into topologically non-trivial knots—producing protected surface states with anomalous electromagnetic properties4,5,6,7,8,9. These effects intertwine in materials known as Weyl semimetals, and in their crystal-symmetry-protected analogues, Dirac semimetals10. The latter show a linear electronic dispersion in three dimensions described by two copies of the Weyl equation (a theoretical description of massless relativistic fermions). At the surface of a crystal, the broken translational symmetry creates topological surface states, so-called Fermi arcs11, which have no counterparts in high-energy physics or conventional condensed matter systems. Here we present Shubnikov–de Haas oscillations in focused-ion-beam-prepared microstructures of Cd3As2 that are consistent with the theoretically predicted 'Weyl orbits', a kind of cyclotron motion that weaves together Fermi-arc and chiral bulk states12. In contrast to conventional cyclotron orbits, this motion is driven by the transfer of chirality from one Weyl node to another, rather than momentum transfer of the Lorentz force. Our observations provide evidence for direct access to the topological properties of charge in a transport experiment, a first step towards their potential application.

We present a comprehensive investigation into DSA materials and process development for P24 EUV lithography with the objective of mitigating DSA defects and enhancing the smoothness of DSA-defined patterns. We conduct a comparative assessment of the quality of DSA-rectified patterns between PS-b-PMMA and high Chi BCP. Furthermore, we explore resist planforms other than CAR for creating DSA guiding patterns.