应变诱导的$\beta$-As$_2$Te$_3$的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘态

Koushik Pal; Umesh V. Waghmare

doi:10.1063/1.4892941

应变诱导的$\beta$-As$_2$Te$_3$的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘态

材料科学 2015-06-22 v1

作者: Koushik Pal , Umesh V. Waghmare

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摘要

拓扑绝缘体是一种非平凡量子物态，其体相电子结构存在能隙，但表面具有无隙的金属性电子谱。本文通过基于密度泛函理论并包含自旋-轨道耦合的第一性原理计算，预测了在As $_2$ Te $_3$ ( $\beta$ -As $_2$ Te $_3$ )的菱方相(空间群: R $\bar{3}$ m)中，单轴应变可诱导从能带绝缘体到拓扑绝缘体的电子拓扑相变(ETT)。研究表明， $\beta$ -As $_2$ Te $_3$ 中的ETT发生在单轴应变 $\epsilon_{zz}$ = -0.05 ( $\sigma_{zz}$ =1.77 GPa)处，经过一个在 $\Gamma$ 点电子结构中具有单个狄拉克锥的Weyl金属态。我们通过能带反转以及价带顶和导带底宇称的反转来演示ETT，这导致 $\mathbb{Z}_2$ 拓扑不变量 $\nu_0$ 在相变过程中从0变为1。基于其电子结构和声子色散，我们提出As $_2$ Te $_3$ 超薄膜有望用于超薄应力传感器、电荷泵和热电材料。

关键词

拓扑绝缘体应变诱导电子拓扑相变 β-As2Te3 第一性原理计算 Z2拓扑不变量 Weyl金属态

引用

@article{arxiv.1406.7119,
  title  = {Strain induced $\mathbb{Z}_2$ topological insulating state of $\beta$-As$_2$Te$_3$},
  author = {Koushik Pal and Umesh V. Waghmare},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1406.7119},
  year   = {2015}
}

应变诱导的$\beta$-As$_2$Te$_3$的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘态

摘要

关键词

引用

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