NiCl3单层：狄拉克自旋无带隙半导体和陈绝缘体
材料科学
2017-03-01 v1
摘要
量子反常霍尔（QAH）效应实际应用的主要障碍是缺乏具有大非平凡能隙、室温磁序和高载流子迁移率的合适QAH材料（陈绝缘体）。本文利用第一性原理计算研究了氯化镍（NiCl3）单层的特性。据报道，NiCl3单层构成了一类新的狄拉克材料，具有狄拉克自旋无带隙半导体特性和高温铁磁性（~400 K）。考虑到自旋轨道耦合后，NiCl3单层成为具有大非平凡能隙（~24 meV）的本征绝缘体，对应的工作温度高达~280 K，在此温度下可以观测到量子反常霍尔效应。本文计算出的NiCl3单层大非平凡能隙、高居里温度和单自旋狄拉克态表明，该材料有望实现近室温QAH效应并在自旋电子学中具有潜在应用。最后但同样重要的是，狄拉克费米子约4×10^5 m/s的计算费米速度表明NiCl3单层具有极高的迁移率。
引用
@article{arxiv.1610.00407,
title = {NiCl3 Monolayer: Dirac Spin-Gapless Semiconductor and Chern Insulator},
author = {Junjie He and Xiao Li and Pengbo Lyu and Petr Nachtigall},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.00407},
year = {2017}
}
备注
17 pages, 6 figures, conference or other essential info