理想弱拓扑绝缘体与受保护的螺旋鞍点
材料科学
2023-02-01 v2
摘要
将三维（3D）拓扑绝缘体分类为强、弱两类（STI 与 WTI）的范式，为发现由不同对称性保护且定义于不同维度的各类拓扑物相打开了大门。然而，与 STI 的大量实现相比，极少有材料被实验确认为接近 WTI。即便在已确认的材料中，也没有任何一种具有在所有温度下都稳定的、暴露于全局体能隙中的拓扑表面态（TSS）。本文报道了在准一维（quasi-1D）卤化铋 BiIBr（BIB）中理想 WTI 的设计与观测。通过角分辨光电子能谱（ARPES），我们确认 BIB 在 (100) 侧表面具有以两个各向异性 偏移狄拉克锥（DC）形式存在的 TSS，它们在动量上分离而在 (001) 顶表面拓扑暗淡。ARPES 数据完全确定了一个唯一的侧表面哈密顿量，从而识别出两对非简并螺旋鞍点与一系列四次 Lifshitz 相变。表面狄拉克点与鞍点均位于 195 meV 的全局体能隙中，加之较小的狄拉克速度、非平庸自旋纹理以及近能隙化学势，使 BIB 不仅成为理想 WTI，也成为拓扑多体物理的沃土。
引用
@article{arxiv.2301.12626,
title = {Ideal Weak Topological Insulator and Protected Helical Saddle Points},
author = {Ji Seop Oh and Tianyi Xu and Nikhil Dhale and Sheng Li and Chao Lei and Chiho Yoon and Wenhao Liu and Jianwei Huang and Hanlin Wu and Makoto Hashimoto and Donghui Lu and Chris Jozwiak and Aaron Bostwick and Eli Rotenberg and Chun Ning Lau and Bing Lv and Fan Zhang and Robert Birgeneau and Ming Yi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12626},
year = {2023}
}