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BiTe$X$ 化合物中的二维与三维拓扑相

材料科学 2017-11-01 v1

摘要

最近有研究表明,在由平庸带绝缘体 BiTeI 的两个反向堆叠结构单元构建的超薄膜中,可以实现具有足够宽禁带以供实际应用的量子自旋霍尔绝缘体 (QSHI) 相。在此,我们研究自由站立 Bi2_2Te2_2I2_2 六重层 (SL) 的边缘态以及自然 BiTeI 衬底上 Bi2_2Te2_2I2_2 SL 的电子结构。我们证明,在此衬底上的 Bi2_2Te2_2I2_2 SL 的拓扑性质保持 Z2\mathbb Z_2 不变。我们还证明,以类似方式构建但由相关材料 BiTeBr 构成的中心对称超薄膜,直至五层 SL 膜厚度均为平庸带绝缘体。与 Bi2_2Te2_2I2_2 中非平庸 SL 在三维极限下堆叠形成强拓扑绝缘体 (TI) 相不同,尽管 SL 是平庸的,三维 Bi2_2Te2_2Br2_2 中仍实现了强 TI。对于 BiTeXX (XX=I,Br,Cl) 系列的最后一个材料 BiTeCl,其二维和三维中心对称相均以拓扑平庸的能带结构为特征。

关键词

引用

@article{arxiv.1706.08127,
  title  = {2D and 3D topological phases in BiTe$X$ compounds},
  author = {S. V. Eremeev and I. A. Nechaev and E. V. Chulkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1706.08127},
  year   = {2017}
}