利用自旋轨道溢出高通量发现拓扑非平庸材料
材料科学
2019-12-17 v2
摘要
我们提出了一种基于自旋轨道耦合（SOC）效应引起能带反转来识别拓扑非平庸材料的新方法。具体而言，我们比较基于密度泛函理论（DFT）含与不含自旋轨道耦合的波函数，并计算自旋轨道溢出作为能带反转的度量。由于计算简便，且无需任何对称性分析或密集 k 点插值，溢出是识别拓扑非平庸材料的优秀工具。在 JARVIS-DFT 数据库中可用的 30000 种材料中，我们将该方法应用于 4835 种以上由重原子和低带隙组成的非磁性材料。我们发现了 1868 种高溢出候选材料（以 0.5 为阈值）。我们通过为 289 种候选材料进行传统的 Wannier 插值计算验证了我们的方法。我们证明，除 Z2 拓扑绝缘体外，该筛选方法成功识别了许多半金属和拓扑晶体绝缘体。重要的是，我们的方法适用于无序或畸变以及磁性材料的研究，因为它不基于对称性考虑。我们讨论了一些单独的示例材料以及整个数据集中的趋势，该数据集可在以下网站获取：https://www.ctcms.nist.gov/~knc6/JVASP.html 和 https://jarvis.nist.gov/。
引用
@article{arxiv.1810.10640,
title = {High-throughput Discovery of Topologically Non-trivial Materials using Spin-orbit Spillage},
author = {Kamal Choudhary and Kevin F. Garrity and Francesca Tavazza},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.10640},
year = {2019}
}