具有双层蜂窝结构的二维拓扑绝缘体Al$_2$SbBi中的大自旋分裂与压电性
材料科学
2023-10-17 v1 计算物理
摘要
二维材料为揭示有趣的量子现象和开发多用途的纳米器件提供了卓越平台。近来,双层蜂窝(DLHC)结构的AlSb被成功合成,展现出半导体性质[ACS Nano 15, 8184 (2021)],这证实了先前的理论预测,并激发了对新型稳健DLHC材料的探索。本工作中,我们提出一种Janus DLHC单层AlSbBi,其动力学、热学和力学稳定性通过第一性原理计算得以确认。研究发现单层AlSbBi是一种具有约0.2 eV能隙的非平庸拓扑绝缘体,在价带中呈现大自旋分裂与奇特自旋纹理。此外,由于反演对称性的缺失,单层AlSbBi表现出压电性,其压电应变系数d和d经计算分别为7.97 pm/V和0.33 pm/V,可与许多压电材料相媲美甚至更大。我们的研究表明单层AlSbBi在自旋电子与压电器件中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2305.17995,
title = {Large spin splitting and piezoelectricity in a two-dimensional topological insulator Al$_2$SbBi with double-layer honeycomb structure},
author = {D. Q. Fang and H. Zhang and D. W. Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17995},
year = {2023}
}