三元拓扑绝缘体薄膜的密度泛函研究
材料科学
2015-05-28 v1
摘要
采用基于半局域密度近似的从头算密度泛函理论电子结构方法，我们研究了两种基于 Tl（铊）和 Bi（铋）三元化合物的拓扑绝缘体薄膜的电子性质。我们考虑了 TlBiX₂（X=Se, Te）和 Bi₂X₂Y（X,Y= Se, Te）化合物，与模型二元化合物 Bi₂X₃（X=Se, Te）相比，它们提供了更好的狄拉克锥。结合结构完美的体相晶体这一特性，后一种三元化合物在近期实验中被发现具有改善的表面电子输运性能。在本文中，我们讨论了表面态的性质、它们在布里渊区中的位置以及它们与体相区域内的相互作用。我们的计算表明，维持狄拉克锥所需的临界薄膜厚度显著小于二元铋基化合物中的厚度。发现原子弛豫或重排会影响其中一些化合物的狄拉克锥。借助层投影表面电荷密度，我们讨论了表面态向体相区域的穿透深度。这些三元化合物的电子谱与现有的实验结果吻合得很好。
引用
@article{arxiv.1104.5204,
title = {Density Functional Study of Ternary Topological Insulator Thin Films},
author = {Jiwon Chang and Leonard F. Register and Sanjay K. Banerjee and Bhagawan Sahu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1104.5204},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 11 figures, 1 table, Accepted for publication in Physical Review B