黑磷中的压力诱导 Lifshitz 相变
材料科学
2015-12-07 v2 强关联电子
摘要
在半金属中，电子和空穴载流子都对费米能级处的态密度有贡献。小的能带重叠和多带效应产生了许多新颖的电子性质，如具有线性色散的相对论性狄拉克费米子、巨大的磁电阻和非常规超导性。黑磷最近作为一种具有高超载流子迁移率和直接可调带隙的优异半导体脱颖而出。寻找黑磷中的奇异电子态尤为重要，这可能会放大该材料在半导体器件之外的潜力。在此，我们表明适度的静水压力有效地抑制了带隙，并诱导黑磷发生从半导体到半金属的 Lifshitz 相变；在半金属相中观察到了巨大的磁电阻。高磁场下的量子振荡揭示了半金属黑磷复杂的费米面拓扑结构。特别是，一种类狄拉克费米子在约 1.2 GPa 处出现，并可通过外部压力连续调控。观察到的半金属行为极大地丰富了黑磷的材料特性，并为探索该材料中的新颖电子态奠定了基础。此外，这些有趣的行为使得磷烯成为实现新型二维相对论电子系统的良好候选者，区别于石墨烯。
引用
@article{arxiv.1504.00125,
title = {Pressure-induced Lifshitz transition in black phosphorus},
author = {Z. J. Xiang and G. J. Ye and C. Shang and B. Lei and N. Z. Wang and K. S. Yang and D. Y. Liu and F. B. Meng and X. G. Luo and L. J. Zou and Z. Sun and Y. B. Zhang and X. H. Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.00125},
year = {2015}
}
备注
5 pages, 4 figures in main text