具有拓扑非平凡能隙的高屈曲 R3 锡烯

锡烯已被预测为一种二维拓扑绝缘体 (2DTI)。其低屈曲原子几何结构和增强的自旋轨道耦合有望引起显著的量子自旋霍尔 (QSH) 效应。然而，迄今为止大多数实验生长的锡烯表现为无真实能隙的金属态，这可能是由于与衬底的化学耦合以及衬底施加的应力所致。在此，我们展示了一种调节锡烯原子屈曲以打开拓扑非平凡能隙的有效方法。通过调节生长动力学，我们在 Bi(111) 衬底上不仅获得了低屈曲 1x1 锡烯，还获得了出乎意料的高屈曲 R3xR3 锡烯。扫描隧道显微镜 (STM) 研究结合密度泛函理论 (DFT) 计算证实，R3xR3 锡烯是一种扭曲的 1x1 结构，每三个 1x1 单胞中有一个高屈曲的 Sn。高屈曲 R3xR3 锡烯在 $\Gamma$ 点处有利于发生大的能带反转，且自旋轨道耦合打开了一个拓扑非平凡能隙。在 STM 测量和 DFT 计算中均得到验证的边缘态的存在，进一步证实了 R3xR3 锡烯的拓扑性质。本研究提供了一种调节单层 2DTI 材料拓扑性质的替代途径。