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四方相SnO$_2$声子中零维、一维与二维简并的共存

材料科学 2021-08-02 v1

摘要

基于简并的维度,拓扑电子体系可大致分为三类:分别对应零维、一维和二维简并的节点点、节点线和节点面材料。与电子体系并行,拓扑概念被拓展至声子,催生了拓扑声子。迄今为止,在固态材料中仅预测出少数节点点、节点线和节点面声子候选体系。本研究基于对称性分析与第一性原理计算,首次证明在单一实际固态材料SnO2_2(具\textit{P}42_2/\textit{mnm}结构)的声子色散中,零维、一维和二维简并共存。与先前报道的电子体系不同,SnO2_2中观测到的拓扑声子不受泡利不相容原理限制,且受自旋轨道耦合效应可忽略。因此,具有多维度简并声子的SnO2_2是研究节点点、节点线与节点面声子间纠缠的良好平台。此外,明显的声子表面态可见,有利于实验探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2105.12000,
  title  = {Coexistence of zero-, one- and two-dimensional degeneracy in tetragonal SnO$_2$ phonons},
  author = {Jianhua Wang and Hongkuan Yuan and Minquan Kuang and Tie Yang and Zhi-Ming Yu and Zeying Zhang and Xiaotian Wang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2105.12000},
  year   = {2021}
}