功能化铊锑薄膜作为大带隙量子自旋霍尔绝缘体的优异候选
材料科学
2016-02-02 v1
摘要
III-V族薄膜因在自旋电子学与量子计算中的潜在应用而极为重要。寻找具有非平庸大带隙的二维III-V族薄膜，对于利用量子自旋霍尔（QSH）效应实现无耗散传输边缘通道至关重要。在此，我们利用第一性原理计算预测了一类功能化TlSb单层（TlSbX2；X = H, F, Cl, Br, I）中的大带隙QSH绝缘体，其可观的体带隙可达0.22~0.40 eV。该QSH态通过Z2拓扑不变量以及由自旋轨道耦合（SOC）诱导的螺旋边缘态得以确认。值得注意的是，非平庸态中的倒置带隙可有效通过电场与应变调控。此外，这些位于BN衬底上的薄膜也维持非平庸QSH态，其带隙内蕴含一个狄拉克锥。这些发现可能为未来基于二维蜂窝晶格的自旋电子学QSH绝缘体设计与制备提供新思路。
引用
@article{arxiv.1510.06119,
title = {Functionalized Thallium Antimony Films as Excellent Candidates for Large-Gap Quantum Spin Hall Insulator},
author = {Run-wu Zhang and Chang-wen Zhang and Wei-xiao Ji and Sheng-shi Li and Shi-shen Yan and Ping Li and Pei-ji Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.06119},
year = {2016}
}
备注
20 pages, 6 figures