三维受阻原子绝缘体中的丰富表面半金属相
材料科学
2024-04-09 v2 其他凝聚态物理
摘要
三维受阻原子绝缘体（OAIs）的特征是在特定表面出现浮动表面态（FSSs）。得益于这一特征，我们此处的研究表明三维 OAIs 中存在丰富的表面半金属相。受阻 Wannier 电荷中心对称性保证了此类 FSSs 在表面布里渊区高对称点或不变线上的简并。利用拓扑量子化学理论，我们确定了一种具有体心四方结构的碳同素异形体，命名为 bct-C20，作为实现不同种类表面半金属相的理想候选。对于 bct-C20 的 (001) 表面，存在四个带隙内 FSSs，这四个 FSSs 形成两类表面狄拉克锥，即具有线性色散的拓扑狄拉克锥和对称性强制的二次狄拉克锥。表面狄拉克锥的能带拓扑由有效表面哈密顿量以及铰链态的出现所刻画。此外，还讨论了表面 nodal-line 态的存在。本工作报道了一种从 (d+1) 维系统的表面态获得 d 维半金属相的方法，对揭示拓扑态及其在高维晶体中的实际应用研究具有重要意义。
引用
@article{arxiv.2304.01713,
title = {Abundant surface-semimetal phases in three-dimensional obstructed atomic insulators},
author = {Xianyong Ding and Xin Jin and Zhuo Chen and Xuewei Lv and Da-Shuai Ma and Xiaozhi Wu and Rui Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.01713},
year = {2024}
}
备注
6 pages, 4 figures