用于暗物质探测的可调自旋轨道带隙材料预测
材料科学
2021-01-27 v1 高能天体物理现象
天体物理仪器与方法
高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
针对低质量暗物质直接探测的新思路表明,窄带隙材料(如狄拉克半导体)对meV暗物质的吸收或keV暗物质的散射敏感。在此,我们提出自旋轨道半导体——其带隙由自旋轨道耦合产生的材料——作为低质量暗物质靶材,因其具有约10 meV的带隙。我们提出了三个经密度泛函理论(DFT)预测为自旋轨道半导体的材料族,评估了它们的电子与拓扑特征,并评价了其作为低质量暗物质靶材的用途。特别地,我们发现锡磷化物化合物尤为合适,其具有可调的meV尺度带隙范围,且各向异性的费米速度允许方向性探测。最后,我们讨论了在窄带隙材料(包括那些接近拓扑临界点者)的第一性原理预测中必须考虑的DFT方法缺陷。
引用
@article{arxiv.2008.05062,
title = {Prediction of Tunable Spin-Orbit Gapped Materials for Dark Matter Detection},
author = {Katherine Inzani and Alireza Faghaninia and Sinéad M. Griffin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05062},
year = {2021}
}
备注
10 pages, 7 figures + SI 6 pages, 5 figures