利用拓扑缺陷解析铋的拓扑分类
介观与纳米尺度物理
2019-12-10 v1 材料科学
摘要
拓扑材料中的体边对应关系允许通过研究其拓扑边界模式来探究其体拓扑。然而，对于具有相似边界现象学的类，拓扑相日益增长的多样性可能导致材料拓扑分类的歧义。体铋目前的状况即是如此。虽然一些理论模型表明铋具有平庸的拓扑性质，但其他理论和实验研究提出了非平庸的拓扑分类，例如强拓扑绝缘体或高阶拓扑绝缘体，两者都在其边界上承载螺旋模式。在这里，我们使用一种新颖的方法，通过光谱学映射其边界模式对螺位错（SD）形式的拓扑缺陷的响应，来解析铋的拓扑分类。我们发现边缘模式扩展至很宽的能量范围，并经受住晶体学不规则性，且未显示任何背散射迹象。它似乎束缚在体 SD 上，正如具有非零弱指标的拓扑绝缘体（TI）所预期的那样。我们认为，在时间反演对称动量 处，微小的体能隙尺度将铋置于向具有非零弱指标的强 TI 发生拓扑相变的临界区域内。我们表明，在拓扑相变的 平庸侧，观测到的边界模式已近似呈螺旋状。这项工作为进一步检验拓扑相对晶体学拓扑缺陷的响应，并独特地探索其相关的体边现象打开了大门。
引用
@article{arxiv.1903.00880,
title = {Resolving the Topological Classification of Bismuth with Topological Defects},
author = {Abhay Kumar Nayak and Jonathan Reiner and Raquel Queiroz and Huixia Fu and Chandra Shekhar and Binghai Yan and Claudia Felser and Nurit Avraham and Haim Beidenkopf},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.00880},
year = {2019}
}