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稳健狄拉克半金属 $\mathbf{VAl_3}$ 中键断裂诱导的 Lifshitz 转变

材料科学 2020-06-30 v1

摘要

半金属中的拓扑电子通常易受化学掺杂和环境变化的影响,这限制了其在未来电子器件中的潜在应用。本文报道,II 型狄拉克半金属 VAl3\mathbf{VAl_3} 具有异常的、稳健的拓扑电子,其可容忍化学组成的极端变化。即使在 V1xTixAl3\mathbf{V_{1-x}Ti_xAl_3} 固溶体中相当一部分 V 原子被替换后,狄拉克电子仍保持完好。该狄拉克半金属态在 x=0.35x=0.35 处终止,此处发生向 pp 型平庸金属的 Lifshitz 转变。只要成键轨道被 Ti 替代提供的空穴完全耗尽,在此转变中 V-Al 键完全断裂。换言之,VAl3\mathbf{VAl_3} 中的狄拉克电子受 V-Al 键保护,其分子轨道是它们的成键重心。我们对拓扑半金属中电子数、化学键与电子性质相互关系的理解,提出了一种寻找稳健的、化学键保护的拓扑材料的合理途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2005.07970,
  title  = {Bond-breaking Induced Lifshitz Transition in Robust Dirac Semimetal $\mathbf{VAl_3}$},
  author = {Yiyuan Liu and Yu-Fei Liu and Xin Gui and Cheng Xiang and Hui-bin Zhou and Chuang-Han Hsu and HsinLin and Tay-RongChang and WeiweiXie and ShuangJia},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2005.07970},
  year   = {2020}
}