压力对碲卤化铋晶体与电子结构的影响
材料科学
2016-11-23 v1
摘要
我们利用密度泛函理论和紧束缚方法，研究了碲卤化铋中压力诱导的从普通半导体到拓扑绝缘体（TI）转变的可能性。在 BiTeI 中，这一转变通过形成中间相——Weyl 半金属——实现，并导致表面态色散关系的改变。在拓扑平庸相中，表面态表现出 Bychkov-Rashba 型色散。Weyl 半金属相存在于 0.2 GPa 的狭窄压力区间内。发生 Weyl 半金属-拓扑绝缘体转变后，表面电子结构的特征是具有线性色散的无能隙态。压力下表面态改变的独特性取决于能带弯曲效应。我们还计算了 BiTeI 在所提出的高压晶相中 Raman 活性模的频率，以便与现有实验数据进行比较。与 BiTeI 不同，BiTeBr 和 BiTeCl 中不会发生拓扑相变。在 BiTeBr 中，晶体结构随压力变化，但相仍保持平庸。然而，如果保留低压晶体结构，该转变似乎是可能的。在 BiTeCl 中，由于该化合物具有相对较大的带隙宽度，在高达 18 GPa 的压力下拓扑相仍未出现。
引用
@article{arxiv.1607.05680,
title = {Pressure effects on crystal and electronic structure of bismuth tellurohalides},
author = {I. P. Rusinov and T. V. Menshchikova and I. Yu. Sklyadneva and R. Heid and K. -P. Bohnen and E. V. Chulkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.05680},
year = {2016}
}