具有大 SOC 能隙的 NaCaBi 族拓扑绝缘体
材料科学
2021-03-29 v1
摘要
通过第一性原理计算和晶体结构搜索技术，我们预测一种新的 NaCaBi 族结晶为 ZrBeSi 型结构（即 ）是强拓扑绝缘体（STIs）。以 NaCaBi 为例，计算的能带结构表明在 点两个相反宇称的能带之间发生了能带反转。与著名的 BiSe 族不同，NaCaBi 族的能带反转即使在没有自旋轨道耦合（SOC）时也已经发生，在 平面（受 对称性保护）中产生环绕 的节点环。具有时间反演对称性 和空间反演对称性 时，受 保护的无自旋节点线金属相是有自旋拓扑绝缘相的弱 SOC 极限。在包含 SOC 后，节点环打开能隙，驱动系统进入 STI。除反演对称性外，NaCaBi 的非平庸拓扑也可由 对称性指示。更令人惊讶的是，NaCaBi 中 SOC 诱导的能带隙约为 0.34 eV，大于室温的能量尺度。该族中其他四种化合物（KBaBi、KSrBi、RbBaBi 和 RbSrBi）在常压下热力学和晶格动力学均稳定，尽管它们的能隙小于 NaCaBi。因此，它们为理论和实验中研究拓扑态提供了良好平台。
引用
@article{arxiv.2103.03883,
title = {Topological insulators in the NaCaBi family with large SOC gaps},
author = {Dexi Shao and Zhaopeng Guo and Xianxin Wu and Simin Nie and Jian Sun and Hongming Weng and Zhijun Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.03883},
year = {2021}
}