拓扑绝缘体中自旋轨道耦合与晶体场效应的相互影响
材料科学
2016-06-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
能带反转是时间反演不变拓扑绝缘体（TIs）的关键特征之一，主要源于自旋轨道（SO）耦合。在此，基于第一性原理密度泛函计算，我们从与晶体场效应相互影响的角度，报道了对同构铋和锑硫属化物 TIs 中 SO 驱动的能带反转的理论研究。我们计算了顶部价带与底部导带流形中态的 SO 诱导能量移动，并使用一个经过调整以纳入晶体场效应的简单单原子模型再现了这一行为。结果表明，晶体场劈裂与 SO 耦相竞争，即更强的晶体场劈裂导致更弱的 SO 能带移动。我们进一步展示了如何通过改变化学组成来控制这两种效应，以及如何通过单轴应变调节晶体场劈裂。这些结果为新型 TIs 的合理设计以及现有材料性质的控制提供了实用指导。
引用
@article{arxiv.1606.06761,
title = {Interplay between spin-orbit coupling and crystal-field effect in topological insulators},
author = {Hyungjun Lee and Oleg V. Yazyev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1606.06761},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 6 figures