单层溴化铋Bi₄Br₄中的大能隙量子自旋霍尔绝缘体
材料科学
2015-06-08 v2
摘要
量子自旋霍尔绝缘体在体带隙内具有无带隙的拓扑边缘态，这些边缘态可作为受时间反演对称性保护的无耗散自旋电流通道。当前的主要挑战是为这种拓扑态寻找合适的材料。这里，我们预测了一种新型大能隙量子自旋霍尔绝缘体，其体直接带隙约为0.18 eV，存在于单层Bi₄Br₄中。由于该材料具有弱键合的层状结构，可以从其三维块体材料中剥离得到。单层Bi₄Br₄的带隙可通过应变工程调控，且量子自旋霍尔相对外部应变具有鲁棒性。特别地，由于该材料以特殊的一维分子链作为基本构建单元，单层Bi₄Br₄可以轻易撕成具有干净原子级锋利边缘的纳米带，这对于拓扑边缘态的观察和应用非常理想。因此，我们的工作为量子自旋霍尔效应的实验研究和实际应用提供了一种有前景的新材料。
引用
@article{arxiv.1405.3823,
title = {Large-Gap Quantum Spin Hall Insulator in single layer bismuth monobromide Bi$_{4}$Br$_{4}$},
author = {Jin-Jian Zhou and Wanxiang Feng and Cheng-Cheng Liu and Shan Guan and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.3823},
year = {2015}
}