InSb/$\alpha$-Sn 半导体超晶格中的拓扑狄拉克半金属相
材料科学
2016-07-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
基于先进的第一性原理计算并结合低能 理论，我们从理论上证明了 InSb/-Sn 常规半导体超晶格中狄拉克半金属相与拓扑绝缘体相的共存。通过合理的界面设计，当生长方向选为 {[}111{]} 时，会产生巨大的界面极化。这种本征极化静电场大幅减小了带隙并最终导致能带结构反转，从而涌现出拓扑狄拉克半金属相，其在 点附近沿 (111) 晶体学方向出现一对狄拉克节点。在 (100) 投影表面上清晰地观测到了表面态和费米弧。此外，我们还发现了一种具有约 70 meV 大非平庸带隙的二维拓扑绝缘体相，这使得在室温下观测量子自旋霍尔效应成为可能。我们的方案为通过合理的界面设计在常规半导体超晶格中实现共存的拓扑非平庸相开辟了一条途径。
引用
@article{arxiv.1607.04391,
title = {Topological Dirac semimetal phases in InSb/$\alpha$-Sn semiconductor superlattices},
author = {Jian-Peng Sun and Jia-ji Zhu and Dong Zhang and Kai Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.04391},
year = {2016}
}