锡薄膜中的量子自旋霍尔绝缘体：超越锡烯
材料科学
2019-09-23 v1
摘要
此前，大能隙量子自旋霍尔（QSH）绝缘体已在锡烯及其衍生物中被预测。超越作为最薄 α-Sn(111) 薄膜的锡烯，我们提议探索不同晶体取向的 α-Sn 薄膜中的 QSH 绝缘体。我们的第一性原理计算揭示，α-Sn (100) 和 (110) 薄膜的厚度依赖带隙并未如量子限域效应通常预期的那样呈现单调递减，而是显示出振荡变化行为，这预示着拓扑量子相变。虽然这些薄膜在超薄极限下是普通绝缘体，但 QSH 相在约 10 层的临界薄膜厚度以上出现。值得注意的是，QSH 绝缘体可在较宽的厚度范围内获得，且其能隙相当可观（甚至大于 0.1 eV），这有助于高温 QSH 效应的实验实现。
引用
@article{arxiv.1909.09326,
title = {Quantum Spin Hall Insulators in Tin Films: Beyond Stanene},
author = {Jiaheng Li and Yong Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09326},
year = {2019}
}
备注
9 pages, 5 figures