基于压缩感知的二维材料拓扑转变分析
材料科学
2018-05-29 v1
摘要
量子自旋霍尔绝缘体（QSHIs），即具有对称性保护能带反转的二维拓扑绝缘体（TIs），近年来引起了相当大的科学兴趣。本工作中，我们计算了 220 个与功能化石墨烯等电子的功能化蜂窝晶格的拓扑 Z2 不变量。除了确认已知材料（如功能化锗烯）的 TI 特性外，我们的研究还确定了 45 个尚未报道的 QSHIs。我们应用压缩感知方法，为 Z2 不变量确定了一个仅依赖于材料组成原子性质的具有物理意义的描述符。这使我们能够绘制材料图谱，其中金属、平凡绝缘体和 QSHI 形成不同的区域。该分析对驱动拓扑转变的机制提供了基础性见解。所识别模型的迁移性通过对另一组具有不同功能化、且不属于用于识别描述符的原始 220 个石墨烯型材料集合的蜂窝晶格的明确演示得到证明。在该类中，我们预测了 74 个更多尚未在文献中报道的新型 QSHIs。
引用
@article{arxiv.1805.10950,
title = {Analysis of Topological Transitions in Two-dimensional Materials by Compressed Sensing},
author = {Carlos Mera Acosta and Runhai Ouyang and Adalberto Fazzio and Matthias Scheffler and Luca M. Ghiringhelli and Christian Carbogno},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.10950},
year = {2018}
}