具有多重螺旋轴层群中的猫摇篮状 Dirac 半金属：在二维硼烯与硼烷中的应用
材料科学
2018-12-05 v1
摘要
近来，晶体对称性保护的拓扑半金属引起了广泛兴趣，尤其是非对称操作对称性保护的那类。我们列出了在无自旋轨道耦合下所有具有多重螺旋轴的层群中可能的非磁性拓扑半金属，并推导了它们的 k·p 哈密顿量。我们发现了一种新颖的猫摇篮状拓扑半金属相，其看起来像多个沙漏状能带结构交错在一起。此外，我们提出具有 pmmn 层群的 monolayer borophene 和 borophane 作为实现此类新颖半金属相的首类材料。在这两种二维硼基材料中揭示了费米能级处一对倾斜的各向异性 Dirac 锥，并给出了低能有效模型。而且，类似于三维 Weyl 半金属，这些猫摇篮状 Dirac 半金属的拓扑性质可通过量子化 Berry 相的计算以及连接两个 Dirac 点的平带 Fermi-arc 边缘态的展示来验证。我们发现硼烯和硼烷为猫摇篮状 Dirac 半金属，这对实验及未来可能的应用极具意义。
引用
@article{arxiv.1809.09431,
title = {Cat's cradle-like Dirac semimetals in layer groups with multiple screw axes: Application to 2D Borophene and Borophane},
author = {Xiaotong Fan and Dashuai Ma and Botao Fu and Cheng-Cheng Liu and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.09431},
year = {2018}
}
备注
7 pages, 6 figures