在四层矿族中将拓扑绝缘体转变为拓扑金属
强关联电子
2018-04-18 v1
摘要
我们报道了具有化学式 的一类可剥离四层矿化合物的能带结构及伴随的费米面，该类化合物通过对著名拓扑绝缘体二元材料 Bi(Se,Te) 的改性获得：用一个磷族元素（）替代一个硫族元素（），并用四价过渡金属 Ti、Zr 或 Hf 替代 Bi。这打破了电子计数平衡，导致形成层状金属，其特征是载流子迁移率较高，且体二维费米面的形貌可由第一性原理计算很好地描述。有趣的是， slab 电子结构计算预言了类狄拉克表面态。与表面狄拉克能带位于 点的 BiSe 不同，对于 (Zr,Hf)Te(P,As)，在 - 和 - 点附近分别存在位于费米能之上和之下的强拓扑性狄拉克锥。对于 TiTeP，预言其表面态仅存在于 - 点附近。与这些预言一致，角分辨光电子能谱测量观测到了位于费米能以下的表面态，揭示它们与体态金属态共存。因此，该材料家族为开发利用体态与表面态两者（例如拓扑超导）的新奇现象奠定了基础。
引用
@article{arxiv.1711.04191,
title = {Converting topological insulators into topological metals within the tetradymite family},
author = {K. -W. Chen and N. Aryal and J. Dai and D. Graf and S. Zhang and S. Das and P. Le Fevre and F. Bertran and R. Yukawa and K. Horiba and H. Kumigashira and E. Frantzeskakis and F. Fortuna and L. Balicas and A. F. Santander-Syro and E. Manousakis and R. E. Baumbach},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.04191},
year = {2018}
}