具有闭合节线全硅拓扑半金属
材料科学
2018-10-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
由于与当前半导体工业天然兼容，具有多样结构与电子特性的硅同素异形体为下一代硅基器件提供了有前景的平台。通过第一性原理计算筛选沸石框架中的 230 种全硅晶体，我们揭示了两种结构稳定的硅同素异形体（AHT-Si24 和 VFI-Si36），它们含有开放通道，作为拓扑节线半金属，其 Dirac 节点点在布里渊区 kz=0 平面内形成节环。有趣的是，由反演和时间反演对称性保护的节环由于 Si 极弱的自旋轨道耦合而对 SU(2) 对称性破缺具有鲁棒性。当节线投影到 (001) 表面时，由于体带结构的非平凡拓扑，可观察到平表面带。我们的发现将拓扑物理扩展到三维硅材料，突出了实现具有拓扑量子态的低成本、无毒且与半导体兼容的硅基电子学的可能性。
引用
@article{arxiv.1810.11777,
title = {All-Silicon Topological Semimetals with Closed Nodal Line},
author = {Zhifeng Liu and Hongli Xin and Li Fu and Yingqiao Liu and Tielei Song and Xin Cui and Guojun Zhao and Jijun Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.11777},
year = {2018}
}