ReC2H单层中的可切换拓扑相变与新颖非线性光学性质
材料科学
2022-06-22 v1
摘要
对三维化合物中拓扑相变（TPT）的广泛研究已完成，而二维系统中鲜有，更毋论非中心对称材料。本文中，基于第一性原理计算，我们探究一种破缺反演对称性的ReC2H单层结构。我们揭示其在临界双轴应变2.3%与7.8%分别经历两次TPT，即从普通绝缘体到Z2拓扑绝缘体再回到普通绝缘体。第一次TPT中能带反转发生于一般动量处，而第二次发生于高对称K点。通常，能带反转由波函数分量或不可约表示的交换来辨识。这些量在理论计算中易得，却难以通过角分辨光电子能谱等实验技术探测。众所周知，非线性光学（NLO）响应对所涉能带的分量与对称性极为敏感，其也包含能带拓扑信息。因此，我们研究两次TPT过程中的移流电流——非中心对称系统中被广泛探究的NLO响应之一。我们发现两种情形下能带反转均导致带隙闭合与重开附近动量处移流矢量的符号改变。而移流电流作为整个布里渊区中由吸收率加权的移流矢量总体贡献，可能保持其方向。本工作提示，在利用移流电流探测TPT时极需细致考察。
引用
@article{arxiv.2202.01942,
title = {Switchable Topological Phase Transition and Novel Nonlinear Optical Properties in ReC2H Monolayer},
author = {Chunmei Zhang and Hanqi Pi and Liqin Zhou and Si Li and Jian Zhou and Aijun Du and Hongming Weng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.01942},
year = {2022}
}