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Cu$_2$SnS$_3$ 中应变诱导多个拓扑相的实现:基于 ab initio 的研究

材料科学 2025-10-14 v2

摘要

通过化学取代、电场、磁场、应变和 Floquet 工程等调节不同参数来寻找多个拓扑相 (TP) 及其转换,近年来引发了广泛关注。尽管付出了巨大努力,但仍难以观察到单个材料中出现多个 TP 以及在单一参数存在下的多个 TP 转换。本文我们通过 statestate-ofof-thethe-artart abab-initioinitio 计算,展示了在正交 Cu2_2SnS3_3 中实现了由单轴压缩应变 (UCS) 引发的多个 TP 及其转换。在无自旋轨道耦合 (SOC) 的情况下,Cu2_2SnS3_3 表现出一个单一(类型-II)环形点;在 SOC 存在时,它拥有一个伴随七个 Weyl 点(三个位于 Γ\Gamma 点,四个位于一般位置)以及 nodal 弧的 Weyl 相。随着 UCS 的应用,它保持类型-II 环形点 <5.5%<5.5\%,进一步演化为 5.5%5.5\% \leq UCS <5.6%<5.6\% 的类型-III 环形点。有趣的是,在 5.6\% 的 UCS 下,它显示出即使在无 SOC 的情况下也拥有一个四个 Weyl 节点的 Weyl 相。上述七个 Weyl 点在下方 5%5\% 的 UCS 下仍然存在。对于 5%5\% \leq UCS <5.6%<5.6\%,四个位于一般位置的 Weyl 点消失,nodal 弧在所研究的 UCS 范围内保持完整。在无 SOC 的情况下观察到的 TP 似乎源于应变驱动的拓扑平坦带,这通常在 kagome 和 Lieb 晶格中报告。

关键词

引用

@article{arxiv.2502.12722,
  title  = {Realization of strain induced multiple topological phases in Cu$_2$SnS$_3$: An $ab$-$initio$ study},
  author = {Prakash Pandey and Sudhir K. Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12722},
  year   = {2025}
}