YbMg$_2$Bi$_2$ 与 CaMg$_2$Bi$_2$ 的拓扑电子结构
材料科学
2022-08-18 v1 其他凝聚态物理
强关联电子
摘要
Zintl 化合物因其优异的热电性能已被广泛研究，但其电子结构在很大程度上仍未被探索。在此，我们利用角分辨光电子能谱（ARPES）和密度泛函理论（DFT）详细研究了同构热电材料 YbMgBi 和 CaMgBi 的电子结构。ARPES 结果表明，CaMgBi 的费米面和费米速度均显著小于 YbMgBi。我们的 ARPES 结果还揭示，在 YbMgBi 中，Yb-4 态位于费米能级之下较深位置，对输运性质可能仅有可忽略的影响。为了合理建模 4 态的位置以及整体电子结构，DFT 计算中必须包含 Yb 位的 Hubbard 和自旋轨道耦合（SOC）。有趣的是，理论结果表明两种材料均属于 拓扑类，并在 附近具有鲁棒的拓扑表面态。由于本征空穴掺杂，拓扑态位于费米能级之上，无法被 ARPES 探测到。我们的结果还表明，除 SOC 外，空位及由此产生的空穴掺杂在这些材料的输运性质中也起着重要作用。
引用
@article{arxiv.2205.03678,
title = {Topological electronic structure of YbMg$_2$Bi$_2$ and CaMg$_2$Bi$_2$},
author = {Asish K. Kundu and Tufan Roy and Santanu Pakhira and Ze-Bin Wu and Masahito Tsujikawa and Masafumi Shirai and D. C. Johnston and Abhay N. Pasupathy and Tonica Valla},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.03678},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 7 figures