MGe$_2$Z$_4$ 中可快速电切换的大能隙量子自旋霍尔态
介观与纳米尺度物理
2023-06-27 v2 应用物理
摘要
在量子自旋霍尔（QSH）绝缘体中，自旋极化的导电边缘电流反向传播，并受时间反演对称性保护而免于无序导致的局域化。将这些自旋电流用于器件应用需要具有大能隙和快速可切换 QSH 态的材料。通过深入的第一性原理计算，我们证明了在新引入的具有 1T-MGeZ（M = Mo 或 W，Z = P 或 As）的二维（2D）材料家族中存在大能隙且快速可切换的 QSH 态。热力学稳定的 1T-MoGeZ 单层具有约 237 meV 的大能隙。这些材料在垂直电场作用下经历从 QSH 绝缘体到具有 Rashba 样自旋分裂的平庸绝缘体的相变，展示了能隙及其能带拓扑的可调性。大能隙 1T-MoGeZ QSH 绝缘体中的快速拓扑相切换在低功耗器件、量子计算和量子通信中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2211.06443,
title = {Fast electrically switchable large gap quantum spin Hall states in MGe$_2$Z$_4$},
author = {Rajibul Islam and Ghulam Hussain and Rahul Verma and Mohammad Sadegh Talezadehlari and Zahir Muhammad and Bahadur Singh and Carmine Autieri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06443},
year = {2023}
}