功能化锗烯作为大能隙二维拓扑绝缘体的原型
材料科学
2014-04-14 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
基于第一性原理计算，我们提出功能化锗烯（GeX，X=H, F, Cl, Br 或 I）中的新型二维（2D）拓扑绝缘体（TIs）。我们发现 GeI 是一种体态能隙约为 0.3 eV 的二维拓扑绝缘体，而 GeH、GeF、GeCl 和 GeBr 在可实现的拉伸应变下可转变为具有显著能隙的拓扑绝缘体。我们揭示了一种导致所获大拓扑非平庸能隙的独特机制：由于功能化作用，具有更强自旋轨道耦合（SOC）的 轨道取代了原本 SOC 较弱的 轨道，主导了费米能级附近的态；其中，Ge 的 轨道与重卤素在形成 轨道时的耦合，也在卤化锗烯能隙的进一步扩大中发挥了关键作用。我们的结果为实现室温下拓扑效应的利用提供了切实的可能性。
引用
@article{arxiv.1401.4100,
title = {Functionalized Germanene as a Prototype of Large-Gap Two-Dimensional Topological Insulators},
author = {Chen Si and Junwei Liu and Yong Xu and Jian Wu and Bing-Lin Gu and Wenhui Duan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.4100},
year = {2014}
}