单层 RhB4：半拉胀性与近乎理想的 spin-orbit Dirac 点半金属
材料科学
2022-01-05 v1 计算物理
摘要
结构-性能关系，即材料结构与性能之间的联系，是材料研究的核心。特别是在降维条件下，新颖的结构基元常常产生独特的物理性质。受近期一项报道具有超配位结构的单层 PdB4 中新型半拉胀效应的工作启发，本文广泛探索了类似的二维过渡金属硼化物结构 MB4，其中 M 涵盖 3d 和 4d 元素。我们的研究筛选出一个稳定的候选者，即单层 RhB4。我们发现单层 RhB4 同样表现出半拉胀性，即无论施加的应变是正还是负，材料总是在一个横向面内方向膨胀以响应另一方向施加的应变。我们证明，这种特殊的力学特性与具有 M©B8 结构基元的超配位结构密切相关。此外，在电子性质方面，单层 RhB4 被发现是近乎理想的二维自旋-轨道 Dirac 点半金属的首个例子。其低能带结构干净，在费米能级附近有一对在自旋-轨道耦合下保持稳定的四重简并 Dirac 点。这些 Dirac 点由非简单空间群对称性强制执行，而该对称性也由晶格结构决定。我们的工作加深了对降维条件下结构-性能关系的基本理解。半拉胀性和自旋-轨道 Dirac 点将使单层 RhB4 成为纳米力学和纳米电子学应用的有前景的平台。
引用
@article{arxiv.2112.04157,
title = {Monolayer RhB4: half-auxeticity and almost ideal spin-orbit Dirac point semimetal},
author = {Zhen Gao and Qianqian Wang and Weikang Wu and Zhixue Tian and Ying Liu and Fengxian Ma and Yalong Jiao and Shengyuan A. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.04157},
year = {2022}
}
备注
accepted in PRB