狄拉克半金属纳米结构中的各向异性量子限域效应与表面态的电控

狄拉克半金属的发现代表了我们对物质拓扑态基础理解的新成就。由于其拓扑表面态、高迁移率以及与体态狄拉克点相关的奇异性质，这些新材料引起了广泛关注，并被认为在制造新型拓扑器件方面具有巨大前景。对于纳米尺度器件应用，有限尺寸效应通常起着重要作用。在本报告中，我们从理论上研究了狄拉克半金属纳米结构的电子性质。量子限域通常在狄拉克点处打开体态带隙。我们发现，沿不同方向的限域表现出强烈的各向异性效应。特别是，沿垂直 c 轴限域引起的带隙显示出周期性调制，而沿水平方向限域则不存在这种现象。我们证明了拓扑表面态可以通过横向静电栅压进行控制。有可能为表面态产生类 Rashba 自旋分裂，并将其相对于限域诱导的体态带隙进行移动。这些结果不仅将促进我们对狄拉克半金属纳米结构的基础理解，还将为设计全电拓扑自旋电子器件提供有益指导。