准一维材料 Bi$_4$I$_4$ 中的室温拓扑相变
材料科学
2021-08-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
准一维（1D）材料为表征和调控拓扑相提供了优越平台，原因有二：i）存在多个可解理表面，便于更好地实验识别拓扑分类；ii）与高维晶体结构相比，对应变等扰动的响应更强，便于调控拓扑相。在本文中，我们给出了准一维材料 BiI 中室温拓扑相变的实验证据，该相变通过弱耦合链两种不同堆垛序之间的一级结构转变介导。利用在两个天然可解理表面的高分辨率角分辨光电子能谱，我们确定高温 相为首个弱拓扑绝缘体，其在（100）表面具有无带隙狄拉克锥，而在（001）表面无狄拉克交叉；而在低温 相中，（100）表面的拓扑表面态打开能隙，与近期关于高阶拓扑绝缘体的理论预言一致——该预言超出已建立拓扑材料数据库的范畴，其 hosting 无带隙棱态。我们的结果不仅确定了首阶与二阶拓扑绝缘体之间罕见的拓扑相变，还建立了探索前所未有物理现象的崭新准一维材料平台。
引用
@article{arxiv.2105.13516,
title = {Room-Temperature Topological Phase Transition in Quasi-One-Dimensional Material Bi$_4$I$_4$},
author = {Jianwei Huang and Sheng Li and Chiho Yoon and Ji Seop Oh and Han Wu and Xiaoyuan Liu and Nikhil Dhale and Yan-Feng Zhou and Yucheng Guo and Yichen Zhang and Makoto Hashimoto and Donghui Lu and Jonathan Denlinger and Xiqu Wang and Chun Ning Lau and Robert J. Birgeneau and Fan Zhang and Bing Lv and Ming Yi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.13516},
year = {2021}
}
备注
9 pages, 4 figures, accepted for publication in Phys. Rev. X