二维功能化MXene氮化物作为拓扑绝缘体的理论预测
介观与纳米尺度物理
2017-11-15 v2
摘要
近年来，二维过渡金属碳化物和氮化物，即MXenes，在电子和储能应用方面引起了广泛关注。由于存在较大的自旋轨道耦合(SOC)以及在费米能级处存在类狄拉克能带，理论上已提出某些MXenes将是拓扑绝缘体(TI)。到目前为止，所有预测的TI MXenes均属于过渡金属碳化物，其过渡金属原子为W、Mo或Cr。在此，基于第一性原理和Z2指数计算，我们证明某些MXene氮化物也可以是TI。我们发现Ti3N2F2是一种二维TI，而Zr3N2F2是一种具有非平庸能带拓扑的半金属，并且在晶格被拉伸时可以转变为二维TI。我们还发现拉伸应变可以将Hf3N2F2半导体转变为二维TI。由于Ti是已合成MXenes中最常用的过渡金属元素之一，我们期望我们的预测能够推动MXenes作为TI器件的未来应用。
引用
@article{arxiv.1708.09710,
title = {Theoretical Prediction of Two-Dimensional Functionalized MXene Nitrides as Topological Insulators},
author = {Yunye Liang and Mohammad Khazaei and Ahmad Ranjbar and Masao Arai and Seiji Yunoki and Yoshiyuki Kawazoe and Hongming Weng and Zhong Fang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.09710},
year = {2017}
}