蜂窝化合物中的拓扑绝缘体与拓扑狄拉克半金属之比较
材料科学
2018-10-03 v1
摘要
材料引人入胜的物理性质源于其化学组成，而二者间的联系往往并不清晰。本文中，我们揭示了蜂窝 ABX 结构中两种量子相——拓扑绝缘体（TI）与拓扑狄拉克半金属（TDSM）——的通用化学分类。首先，我们在 816 种（已有及假想的）计算化合物中发现 160 种 TI（此前未见报道）、96 种 TDSM、282 种普通绝缘体（NI）和 278 种金属。其次，基于此分类，我们提炼出一条基于化合物化学式、关于 TI 与 TDSM 选择性的简单化学规律：作为 TDSM 的 ABX 化合物，其 B 原子（BX 蜂窝层的一部分）来自周期表 XI 族（Cu、Ag、Au）或 XII 族（Zn、Cd、Hg）或 Mg（II 族），而 B 原子来自 I 族（Li、Na、K、Rb、Cs）或 II 族（Ca、Sr、Ba）的 ABX 化合物为 TI。第三，聚焦于热力学稳定的 ABX 铋化物化合物，我们发现了一种同时赋予拓扑绝缘性与稳定性的结构基元。本研究为基于此处所示组分规则同时设计新型拓扑材料开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1810.01044,
title = {Topological insulators vs. topological Dirac semimetals in honeycomb compounds},
author = {Xiuwen Zhang and Qihang Liu and Qiunan Xu and Xi Dai and Alex Zunger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.01044},
year = {2018}
}