基于GW计算与光电子能谱实验的Bi$_4$Te$_3$体态与表面电子结构
材料科学
2022-04-20 v1
摘要
我们呈现了化学计量比 BiTe 电子结构的理论与实验联合研究,BiTe 是交替的 BiTe 五重层与 Bi 双层的天然超晶格。与相关的半导体化合物 BiTe 和 BiTe 不同,密度泛函理论预言 BiTe 为半金属。本工作中,我们在多体微扰理论的 近似框架下计算 BiTe 的准粒子电子结构。发现准粒子修正改变了费米能附近价带和导带的色散,导致一个小的间接带隙打开。基于本征态分析,BiTe 被分类为具有体态拓扑不变量 (1;111) 和磁镜陈数 的双重拓扑绝缘体。体态 结果被用于构建基于 Wannier 函数的紧束缚哈密顿量,并进一步用于研究 (111) 表面的电子性质。与我们的角分辨光电子能谱测量比较显示,计算与测量的表面态之间高度一致,并表明 BiTe 的双重拓扑性质。
引用
@article{arxiv.2204.08856,
title = {Bulk and surface electronic structure of Bi$_4$Te$_3$ from $GW$ calculations and photoemission experiments},
author = {Dmitrii Nabok and Murat Tas and Shotaro Kusaka and Engin Durgun and Christoph Friedrich and Gustav Bihlmayer and Stefan Blügel and Toru Hirahara and Irene Aguilera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.08856},
year = {2022}
}