拓扑绝缘体与普通绝缘体之间的晶格匹配异质结：第一性原理研究
材料科学
2017-02-14 v1
摘要
拓扑不同区域界面处的无隙边界模式是物理学中拓扑最显著的表现之一。时间反演不变拓扑绝缘体（TI）——凝聚态中拓扑序的一种实现——的金属性边界态因其基础性质及实际意义而备受关注。这些边界态由于其拓扑起源而对背散射和局域化免疫，从而为针对其在自旋电子学和量子计算中的潜在应用进行裁剪提供了可能。TI 与普通绝缘体（NI）之间的异质结是探索此类拓扑保护金属性边界态的典型平台，并有望成为基于 TI 的未来电子与自旋电子固态器件的基本构件。本文中，我们报道了对两种实验实现的 TI 与 NI 之间晶格匹配异质结 BiSe(0001)/InP(111) 和 BiTe(0001)/BaF(111) 的第一性原理研究。我们通过 近似下的多体微扰理论以及密度泛函理论评估了这些界面处的能带偏移。此外，我们研究了拓扑界面态，证明在这些晶格匹配异质界面上它们被严格局域化，且其螺旋自旋纹理如同在真空表面一样得以保持。这些结果共同有助于设计依赖 TI 自旋螺旋金属性边界态的器件。
引用
@article{arxiv.1702.03459,
title = {Lattice-matched heterojunctions between topological and normal insulators: A first-principles study},
author = {Hyungjun Lee and Oleg V. Yazyev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.03459},
year = {2017}
}
备注
9 pages, 7 figures