通过界面耦合两个普通费米子的有能隙系统产生螺旋 Dirac 费米子
材料科学
2013-01-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑绝缘体是一类独特的材料，其特征是在体相（表面）能隙中间存在由螺旋 Dirac 费米子组成的表面（边缘）Dirac 锥态。然而，当拓扑绝缘体的厚度（宽度）减小时，表面（边缘）态之间的相互作用会打开一个能隙，从而消除 Dirac 锥。利用密度泛函理论计算，我们证明了通过界面耦合两个有能隙的拓扑绝缘体薄膜——生长在单五层 Bi2Se3 或 Bi2Te3 上的单双层 Bi——可以产生螺旋 Dirac 费米子。这一理论预测已直接被实验证实。我们进一步表明，非本征螺旋 Dirac 费米子主要由 Bi 双层态组成，这是由界面电荷转移引起的巨大 Rashba 效应所产生的。我们的发现为通过界面工程创建新型拓扑绝缘体材料提供了一种极具前景的新方法。
引用
@article{arxiv.1301.5377,
title = {Creation of Helical Dirac Fermions by Interfacing Two Gapped Systems of Ordinary Fermions},
author = {Z. F. Wang and Meng-Yu Yao and Wenmei Ming and Lin Miao and Fengfeng Zhu and Canhua Liu and C. L. Gao and Dong Qian and Jin-Feng Jia and Feng Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1301.5377},
year = {2013}
}
备注
18 pages and 4 figures