通过调控体-边相互作用在二维拓扑晶体绝缘体铋烯中提取非常规自旋纹理
介观与纳米尺度物理
2023-07-20 v2 材料科学
摘要
调控拓扑材料体态与边缘态之间的相互作用是操控边缘输运行为的强有力工具，为新型电子与自旋电子学应用开辟了令人振奋的机遇。该方法尤其适用于拓扑晶体绝缘体（TCI）——一类具有多重拓扑保护自由度的拓扑非平庸化合物。本研究中，我们利用第一性原理计算与对称化 Wannier 紧束缚模型，探究了体-边相互作用如何影响平面铋烯（一种具有受面内镜像对称性保护的金属性边缘态的 TCI）中的边缘输运。通过探索器件尺寸、衬底势场与外加横向电场等多种扰动效应的影响，我们考察了平面铋烯中电子结构与边缘输运的演化。我们的结果表明，平面铋烯的 TCI 态可通过衬底与电场的联合效应被调控为呈现带隙或导电的非常规螺旋自旋纹理。此外，在强电场下，边缘态可通过精细调控体-边相互作用而稳定。这些结果为发现拓扑材料中新颖的自旋输运模式开辟了新方向，并为拓扑自旋电子器件的制备提供了关键见解。
引用
@article{arxiv.2304.14651,
title = {Extracting unconventional spin texture in two dimensional topological crystalline insulator bismuthene via tuning bulk-edge interactions},
author = {Yuefeng Yin and Chutian Wang and Michael S. Fuhrer and Nikhil V. Medhekar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.14651},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 8 figures