Połączenie badań doświadczalnych, teoretycznych i obliczeniowych pozwoliło zidentyfikować pochodzenie niezwykłych właściwości magnetooptycznych i magnetotransportowych EuCd₂As₂ oraz umożliwiło wyznaczenie topologicznych i magnetycznych diagramów fazowych dla różnych klas materiałów na bazie Eu.

 Poszukiwania materiałów topologicznych na drodze obliczeń komputerowych struktury elektronowej w przybliżeniu gęstości lokalnej wykazało, że ok. 27% związków ma charakter topologiczny [Zhang i in. Nature 566, 475 (2019), Vergniory i in. Natura 566, 480 (2019)]. Kierując się tymi przewidywaniami, otrzymano i zbadano wiele związków, które uznano za topologiczne. Jednym z nich jest EuCd₂As₂, w którym zarówno obliczenia ab initio, jak i spektroskopia fotoelektronów oraz doświadczenia magnetotransportowe wydawały się jednoznacznie wskazywać, że materiał ten jest topologicznym półmetalem Weyla. Jednakże ostatnie badania optyczne i czasowo-rozdzielcze ARPES (patrz rysunek), przeprowadzone we współpracy Fribourg-Grenoble i poparte teoretycznym wkładem Centrum MagTop w Instytucie Fizyki PAN, wykazały, że związek ten ma znaczną przerwę energetyczną wynoszącą 0,8 eV, a jego wyjątkowe właściwości magnetooptyczne i magnetotransportowe wynikają z silnego oddziaływania wymiany spd-f [1].

Zmotywowani tymi odkryciami badacze MagTop wykonali nowe obliczenia ab initio dla EuCd₂As₂, a następnie wyznaczyli topologiczne diagramy fazowe dla szeregu związków na bazie Eu, takich jak EuCd₂X₂ (X = P, As, Sb, Bi), EuIn₂X₂ (X = P , As, Sb) i AEIn₂As₂ (AE= Ca, Sr, Ba) [2]. Dodając odpychanie kulombowskie U dla elektronów 4f i wykorzystując funkcjonały hybrydowe dla elektronów w szerokich pasmach pochodzących z orbitali spd, odtworzono dla EuCd₂X₂ zarówno wartość przerwy energetycznej (patrz rysunek), jak i silne przesunięcie ku czerwieni przerwy energetycznej w polu magnetycznym spowodowane przez sprzężenie wymienne stanów pasmowych ze spinami zlokalizowanymi na powłoce 4f jonów Eu. W ramach tego zaawansowanego podejścia wykazano także, że topologicznie trywialny obszar diagramu fazowego dla wielu klas związków jest szerszy niż wcześniej oszacowano. Wykazano także, że związki EuIn₂X₂ (X = P, As) wykazują nierelatywistyczne spinowe rozszczepienie pasm w kolinearnej fazie antyferromagnetycznej, czyli należą do nowej klasy altermagnetyków.