具有周期性分布孔隙的二维 MoS$_2$ 中的新型量子自旋霍尔绝缘体
材料科学
2016-03-23 v3
摘要
MoS 作为过渡金属硫族化合物（TMDs）之一，因其优异的半导体特性和潜在应用而备受关注。本文基于密度泛函理论方法，预测在单层 MoS 的多孔同素异形体（g-MoS，由 MoS 正方形和六边形构成）中存在一种新颖的二维量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。g-MoS 具有高达 109 meV 的非平庸能隙，与先前报道的 1T'-MoS（80 meV）、so-MoS（25 meV）相当。我们证明 g-MoS 中二维 QSH 效应的起源来自纯粹的 d-d 能带相互作用，不同于传统的 sp、pp 或 dp 轨道之间的能带反转。这种新多晶型物极大地丰富了 TMDs 家族，其稳定性通过声子谱分析得到确认。特别地，多孔结构还赋予了它在高效气体分离和能量存储方面的潜在应用。
引用
@article{arxiv.1512.02854,
title = {New Quantum Spin Hall Insulator in Two-dimensional MoS$_2$ with Periodically Distributed Pores},
author = {Peng-Fei Liu and Liujiang Zhou and Thomas Frauenheim and Li-Ming Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.02854},
year = {2016}
}