设计具有二维三角晶格的Xenes
材料科学
2021-01-04 v1 计算物理
摘要
Xenes为具有蜂窝对称性的类石墨烯二维(2D)单元素晶体,已成为众多实验与理论研究的焦点。相比之下,具有三角晶格对称性的单元素二维材料未得到应有重视。本文以Pb为例,采用第一性原理密度泛函理论计算研究由IV族原子构成的三角晶格单层。平坦Pb单层在无自旋轨道耦合(SOC)时支持镜面对称性保护的无自旋节点线。引入面外屈曲产生滑移镜面,保护各向异性狄拉克节点环。平坦与屈曲Pb单层在计入SOC后均变为拓扑平庸。大屈曲使Pb片层成为具有费米能级以下对称性保护狄拉克点的二维半导体。其他IV族三角晶格(如Ge与Sn)的电子结构与Pb高度相似。我们进一步通过交替堆叠Pb与1T-HfO单层设计了准三维晶体PbHfO。新化合物PbHfO动力学稳定并保留Pb单层的性质。通过对PbHfO施加外延应变,可驱动绝缘体-金属相变与反铁电-顺电相变耦合发生。我们的结果表明二维三角晶格作为设计新型广义Xenes的补充平台之潜力。
引用
@article{arxiv.2009.01718,
title = {Designing Xenes with Two-Dimensional Triangular Lattice},
author = {Xu Duan and Zhao Liu and Brendan M. Hanrahan and Wei Zhu and Shi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.01718},
year = {2021}
}