III-V 半导体合金中的理想近狄拉克三重点半金属
材料科学
2020-03-25 v1
摘要
尽管对拓扑材料的兴趣日益增长，但实验合成及其与其他材料集成的困难一直是限制获取其独特性质的主要障碍之一。近期在合成亚稳态晶态材料方面的进展有助于克服这一障碍，并为实验研究和操控能带拓扑提供新平台。由于 III-V 半导体具有广泛的功能材料应用（包括光电器件、发光二极管和高效太阳能电池），且 Bi 掺杂的 III-V 材料可通过离子注入和离子截断方法合成，我们重新审视了亚稳态 III-V 半导体中铋取代的效应。通过第一性原理计算方法，我们表明在纤锌矿结构 III-V 材料中，Bi 取代可导致能带反转现象并诱导非平庸拓扑性质。具体而言，我们确定 GaBi 和 InBi 为狄拉克-外尔半金属，其特征是狄拉克点与外尔点共存；而 、、 为三重点半金属，其特征是费米能级上存在两组“近狄拉克”三重点。这些可实验获取的铋基拓扑半金属可集成到庞大的功能 III-V 材料家族中，用于异质结构的实验研究及未来光电子应用。
引用
@article{arxiv.1911.02560,
title = {Ideal near-Dirac triple-point semimetal in III-V semiconductor alloys},
author = {Zhenyao Fang and Heng Gao and Jörn W. F. Venderbos and Andrew M. Rappe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02560},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 9 figures