探测 Bi$_2$Se$_3$拓扑绝缘体表面态的波函数：一种现实紧束缚方法
介观与纳米尺度物理
2014-11-04 v1
摘要
我们报告了基于 sp Slater-Koster 哈密顿量对 BiSe三维拓扑绝缘体表面态的微观紧束缚建模，其参数由密度泛函理论计算得出。研究了自旋 - 轨道相互作用对体材料及有限厚度平板电子结构的影响。特别是，基于计算得出的与布里渊区中心价带和导带极值相关的波函数原子及轨道投影，为体材料和平板制定了能带反转的现象学判据。我们对不同厚度平板的计算能带结构进行了详尽分析，并根据表面态的空间分布采用定量判据对其进行识别。研究了归因于表面间相互作用的厚度依赖性能隙，以及超过临界厚度的平板中无能隙表面态的出现。通过明确计算表面态波函数的空间分布和自旋特性随平板厚度增加的变化，我们描绘了向无限厚度极限的过渡。我们的数值分析表明，系统必须具有约四十个五重层的厚度，才能表现出完全解耦且局域在相对表面的表面态。这些结果对于理解狄拉克点附近外部微扰对表面态的影响具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1311.0691,
title = {Probing the wavefunction of the surface states in Bi$_2$Se$_3$ topological insulator: a realistic tight-binding approach},
author = {A. Pertsova and C. M. Canali},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.0691},
year = {2014}
}
备注
11 pages, 11 figures