氧化物界面涌现的拓扑和半半金属狄拉克费米子
材料科学
2015-10-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
将拓扑量子相的最新进展与技术相关材料相结合是非常理想的。二氧化铬 (CrO2) 是一种半金属材料，广泛用于高端数据存储应用。利用第一性原理计算，我们通过界面轨道设计表明，在薄膜和超晶格构型中，CrO2 与 TiO2 的界面处涌现出一类新型的半半金属狄拉克电子相，其在动量空间 (k-space) 能带结构中具有四个自旋极化的狄拉克点。当允许自旋和轨道自由度耦合时，CrO2/TiO2 超晶格无需外场或额外掺杂即可成为陈绝缘体。凭借相当于 43 开尔文的拓扑能隙和为 2 的陈数，随之而来的霍尔电导量子化至 2e^2/h，将使这些高度工业化的氧化物有望应用于拓扑高保真数据存储以及节能电子和自旋电子器件。
引用
@article{arxiv.1310.2471,
title = {Emergent topological and half semimetallic Dirac Fermions at oxide interfaces},
author = {Tian-Yi Cai and Xiao Li and Fa Wang and Ju Sheng and Ji Feng and Chang-De Gong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1310.2471},
year = {2015}
}
备注
7 pages, 4 figures