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金红石结构 $\beta'$-PtO$_2$ 中的晶体拓扑狄拉克半金属相

强关联电子 2019-01-23 v2 介观与纳米尺度物理 材料科学

摘要

基于第一性原理计算与对称性分析,我们提出一种过渡金属金红石氧化物,特别是 β\beta'-PtO2_2,可承载三维拓扑狄拉克半金属相。我们发现当忽略自旋轨道耦合时,β\beta'-PtO2_2 具有链状节点环结构。引入自旋轨道耦合使节点环打开能隙,同时保留一对受螺旋旋转对称性保护的三维狄拉克点。该狄拉克点由两个 dd 能带的能带反转产生,这是关联电子系统中 DSM 相的一种实现。此外,动量空间中的镜面携带非平庸的镜面陈数 nM=2n_M = -2,这将 β\beta'-PtO2_2 与迄今已知的狄拉克半金属(如 Na3_3Bi 和 Cd3_3As2_2)区分开来。若施加破坏旋转对称性而保持镜面对称性的微扰,狄拉克点打开能隙,系统变为拓扑晶体绝缘体。

关键词

引用

@article{arxiv.1809.08963,
  title  = {Crystalline topological Dirac semimetal phase in rutile structure $\beta'$-PtO$_2$},
  author = {Rokyeon Kim and Bohm-Jung Yang and Choong H. Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1809.08963},
  year   = {2019}
}

备注

8 pages, 8 figures