过渡金属二硫化物单层中拓扑绝缘体的温度效应
材料科学
2026-01-21 v1 介观与纳米尺度物理
其他凝聚态物理
计算物理
摘要
我们研究了温度对金属二硫化物单层 1T-MX（M=W、Mo，X=S、Se）拓扑绝缘态的作用。基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们考虑了拓扑带隙的三个与温度相关的贡献：电子与短波声子的耦合、与长波声子通过 Fr"ohlich 耦合的相互作用，以及热膨胀。我们发现电子-声子耦合促进了所有 1T-MX 单层电子结构的拓扑性，而热膨胀则起到抵消作用。此外，我们在二维情形下推导了由 Fr"ohlich 耦合引起的带重整化，并观察到其对 1T-MX 单层的贡献相对有限。最后，我们提出了一个简化的物理图像来理解由拓扑绝缘体中能带反转驱动的“反 Varshni”效应。我们的工作表明，在所研究的四种 1T-MX 单层中，MoSe 因其带隙对热膨胀表现出显著的鲁棒性而成为室温应用的有前景候选者，而 WS 的拓扑序可在应变与温度共同影响下被调控。这两种材料均代表了温度促进型拓扑绝缘体的新颖实例。
引用
@article{arxiv.2311.07473,
title = {Temperature effects in topological insulators of transition metal dichalcogenide monolayers},
author = {Siyu Chen and Isaac J. Parker and Bartomeu Monserrat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07473},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 6 figures