通过GaGeTe型结构中的二维X烯（X=Ge, Sn）片层功能化设计三维拓扑绝缘体
材料科学
2017-04-25 v1
摘要
最先进的理论研究预测在石墨烯的“重”类似物中，即独立支撑的屈曲蜂窝状X烯（X=Si, Ge, Sn, Pb等）中存在二维狄拉克系统。本文预测一种结构和电子上类似的二维片层，可视为在三维周期结构内通过共价相互作用功能化的X烯，构成三维强拓扑绝缘体，其Z2=1;(111)（原胞，菱方设置）于层状AXTe（A=Ga, In; X=Ge, Sn）块体材料的结构族中。宿主结构GaGeTe是已知已久的块体半导体；“重”的等结构类似物InSnTe和GaSnTe被预测为动力学稳定。InSnTe中的自旋轨道相互作用打开了小的拓扑带隙，其倒带边主要由In-5s和Te-5p态组成。我们的模拟将GaSnTe分类为具有拓扑性质的半金属，而GaGeTe的结论不明确，敦促进一步实验验证。AXTe族结构可视为从闪锌矿型晶格切割出的二维层状片段的堆叠，并由现代半导体器件中广泛使用的元素组成；因此它们代表了在自旋电子学中应用的一个可及、有吸引力的替代方案。AXTe的层状性质应促进其六重层的剥离和异质结构的制造。
引用
@article{arxiv.1704.07227,
title = {Designing 3D topological insulators by 2D-Xene (X = Ge, Sn) sheet functionalization in the GaGeTe-type structures},
author = {Florian Pielnhofer and Tatiana V. Menshchikova and Igor P. Rusinov and Alexander Zeugner and Irina Yu. Sklyadneva and Rolf Heid and Klaus-Peter Bohnen and Pavlo Golub and Alexey I. Baranov and Eugeni V. Chulkov and Arno Pfitzner and Michael Ruckd and Anna Isaeva},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.07227},
year = {2017}
}
备注
J. Mater. Chem. C, 2017, Accepted Manuscript