原子薄层扰动原子绝缘体及其稳健边缘态与量子自旋霍尔效应
材料科学
2024-10-10 v2
摘要
对称性保护的边缘态是原子薄材料中非平凡电子拓扑性质的直接证据。寻找在可实验实现的单相材料中发现这些态的挑战在于其在基础研究和开发功能性纳米器件方面的应用。本文我们展示了磷烯和族Va单层材料中存在稳健的边缘态。通过仔细分析原子位点的对称性及边缘态性质，我们证明这些原子薄层单层材料实现了最近引入的扰动原子绝缘体态，并具有部分占据的边缘态。扰动边缘态获得了 Rashba型自旋分裂，Rashba参数（）为1.52 eV Å。在应变或掺杂作用下，这些扰动绝缘体过渡到具有显著自旋Berry曲率的相态，形成双量子自旋霍尔态，自旋霍尔导电率约为 。磷烯及其他族Va单层材料的实验可获得性可能使人们能够验证扰动原子态及增强的自旋Berry曲率效应，为拓扑电子器件和自旋电子器件的应用提供了潜力。
引用
@article{arxiv.2405.03771,
title = {Atomically thin obstructed atomic insulators with robust edge modes and quantized spin Hall effect},
author = {Rahul Verma and Shin-Ming Huang and Bahadur Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.03771},
year = {2024}
}