功能化碲烯：一种大带隙二维拓扑绝缘体候选材料
材料科学
2021-12-15 v1
摘要
具有蜂窝晶格结构（HLS）中天然拓扑非平庸特性的 IV 族和 V 族单质 Xene 的发现，引发了在 VI 族单质单层中实现类似行为的广泛努力。尽管理论上曾得出结论 VI 族单质单层不能以 HLS 存在，但最近的实验证据暗示并非如此。在本快报中，我们报道 VI 族单质单层（如碲烯）的 HLS 在经氧功能化时可实现为动力学稳定。该功能化导致特殊的轨道过滤效应（OFE）和空间反演对称性破缺，从而产生非平庸拓扑特性。该体系的奇异量子行为表现为自旋轨道耦合诱导的大带隙 0.36 eV，其边缘具有孤立狄拉克锥，表明具有室温自旋输运应用前景。对自旋霍尔电导率和贝里曲率的进一步研究揭示了相较于先前探索的 Xene 更高的电导率。非平庸拓扑特性以 不变量 1 和陈数 1 量化。此外，出于实用目的，我们报道 \textit{h}BN/TeO/\textit{h}BN 量子阱可通过应变工程实现可观的非平庸带隙（ 0.11 eV）。我们最终得出结论，VI 族单质单层经氧功能化产生了奇异量子性质，其对抗表面氧化和降解具有鲁棒性，同时为自旋电子学应用提供了可行的电子自由度。
引用
@article{arxiv.2109.08205,
title = {Functionalized Tellurene; a candidate large-gap 2D Topological Insulator},
author = {Raghottam M. Sattigeri and Prafulla K. Jha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.08205},
year = {2021}
}
备注
13 pages, 5 figures, supplementary material included