利用电子填充约束发现拓扑材料
材料科学
2017-11-06 v2 介观与纳米尺度物理
强关联电子
摘要
节点半金属是具有节点点或节点线费米面的材料系统，因其新颖的输运和拓扑特性而备受追捧。然而，实验候选材料的鉴定主要依赖于穷举数据库搜索。在这里，我们展示了近期关于电子填充与非对称空间群对称性之间相互作用的研究如何指导对“填充强制”节点半金属的搜索。我们将先前推导的 230 个空间群中能带绝缘体允许电子填充的约束转化为一种新形式，从而能够仅基于候选材料的 (1) 空间群、(2) 分子式单元中的电子数和 (3) 分子式单元的多样性进行有效筛选。这一标准极大地减少了在先前合成的化合物数据库中发现拓扑材料的计算负荷。在少数选定的非对称空间群中列出的超过 30,000 个条目中，仅我们的填充标准就在将它们传递以进行进一步分析之前排除了 96% 的条目。通过这种引导式搜索，我们发现了一些候选材料，包括单斜晶体 CaPtGa、AgF 和 CaInOsO，以及正交晶体 CsHg。基于 ab initio 计算，我们表明这些材料在费米能级附近具有填充强制的 Dirac 节点。此外，我们还确定 CaPtGa 是一种有前景的填充强制 Dirac 环半金属候选材料。
引用
@article{arxiv.1611.06860,
title = {Topological Materials Discovery using Electron Filling Constraints},
author = {Ru Chen and Hoi Chun Po and Jeffrey B. Neaton and Ashvin Vishwanath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1611.06860},
year = {2017}
}
备注
4.5 + 2 pages; 4 figures. v2: Title, abstract and discussion on materials updated. References added. 6+3 pages; 4+2 figures; 1 table