硅烯、锗烯与锡烯中可电切换的巨Berry曲率偶极矩
介观与纳米尺度物理
2023-08-22 v3 材料科学
强关联电子
摘要
时间反演对称性破缺系统中的反常霍尔效应由能带理论中Berry曲率的概念支撑。然而，近期实验揭示非线性霍尔效应可在无外加磁场的非磁系统中观测到。时间反演对称条件下非线性霍尔效应的出现可用源于反演对称性破缺的非零Berry曲率偶极矩解释。本工作中，我们利用真实紧束缚模型、第一性原理计算与对称性分析，探究横向电场与应变的联合效应，其在元素屈曲蜂窝晶格——硅烯、锗烯与锡烯中导致巨Berry曲率偶极矩。外电场打破这些体系的反演对称性，而应变有助于获得单谷Berry曲率的不对称分布。此外，电子波函数的拓扑在零能隙点从能带反转量子自旋霍尔态切换为普通绝缘态。这一在临界电场强度下的能隙闭合伴随增强的Berry曲率，以及随之在费米能级处的巨Berry曲率偶极矩。我们的结果预言了一类可经实验验证的新型元素体系中可电切换的非线性电学与热学霍尔效应的出现。
引用
@article{arxiv.2205.06966,
title = {Electrically switchable giant Berry curvature dipole in silicene, germanene and stanene},
author = {Arka Bandyopadhyay and Nesta Benno Joseph and Awadhesh Narayan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.06966},
year = {2023}
}
备注
Published version