应变(111)取向SnSe层中的量子自旋霍尔效应

最近，在SnSe和SnTe拓扑晶体绝缘体的(111)取向薄膜中预言了量子自旋霍尔效应。研究表明，这些薄膜的二维能带谱中的能隙以振荡方式依赖于层厚——计算得到的拓扑不变量指数和边缘态自旋极化表明，对于厚度为20-40个单层的薄膜，会出现二维拓扑绝缘体相。两种材料都获得了在其两个分支中具有相反自旋极化的狄拉克锥边缘态。然而，除了具有偶数个单层的(111)取向SnTe薄膜外，所有其他情况下$\overline{\Gamma}$和$\overline{\mathrm{M}}$处的能带重叠都会减小最终的带隙，并且边缘态要么出现在能带背景上，要么出现在非常小的能隙内。本文我们证明，通过施加适当的应变可以消除SnSe薄膜中的这一问题。这将使得在SnSe层中也能观测到量子自旋霍尔效应。