非常规 PtTe1.75 单层中的大自旋霍尔电导与优异析氢反应活性

二维(2D)材料因潜在应用而备受关注。本文基于第一性原理计算提出,(2×2)图案化且由有序 Te 空位(PtTe$_{1.75}$)形成 kagome 晶格的 PtTe$_2$ 单层具有大自旋霍尔电导(SHC)和优异的析氢反应(HER)活性。其非常规性质源于最高价带在无自旋轨道耦合(SOC)时的 $A1@1b$ 能带表示(BR)。大 SHC 来自 Te 空位诱导的非中心对称结构中的 Rashba 自旋轨道耦合(SOC)。尽管其具有金属性 SOC 能带结构,但由于直接带隙的存在,$\mathbb Z_2$ 不变量仍定义良好并被计算为 nontrivial。计算所得 SHC 在费米能级($E_F$)处高达 1.25×10^3 $\frac{\hbar}{e} (\Omega~cm)^{-1}$。通过将化学势从 $E_F-0.3$ 调至 $E_F+0.3$ eV,SHC 从 $-1.2×10^3$ 快速单调变化至 3.1×10^3 $\frac{\hbar}{e} (\Omega~cm)^{-1}$。此外,我们还发现图案化单层中的 Te 空位可诱导优异的 HER 活性。我们的结果不仅提供了寻找大 SHC 二维材料的新思路——即在大 SOC 体系中引入破缺反演对称性的空位,也提供了一个具有可调 SHC(通过施加栅压)与优异 HER 活性的可行体系。