KZnBi 中的拓扑非对称保护绝缘体 versus Dirac 半金属
材料科学
2024-05-07 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
KZnBi 最近作为具有一对体 Dirac 费米子的新三維 Dirac 半金属被发现，这与早前报道的 平凡绝缘体相矛盾。为解决此分歧，我们使用密度泛函理论框架内局部、半局部和杂化交换关联（XC）泛函对 KZnBi 进行了电子结构与拓扑态分析。我们发现多种 XC 泛函，包括 SCAN meta-GGA 与含 25% Hartree-Fock（HF）交换的杂化泛函（HSE06），均解析出具滑移镜面保护的沙漏型表面 Dirac 费米子的拓扑非对称保护绝缘体态。通过仔细调节修正 Becke-Johnson（mBJ）势中的 XC 强度，我们恢复了 KZnBi 正确的轨道序与 Dirac 半金属态。我们进一步表明，提高杂化泛函中默认 HF 交换（> 40%）也能捕获具正确轨道序的所需 Dirac 半金属态。计算所得 Dirac 态的能散与载流子速度与现有实验结果高度吻合。我们的结果表明 KZnBi 是一种独特的拓扑材料，其中大的 XC 效应对于产生 Dirac 半金属态至关重要。
引用
@article{arxiv.2309.05461,
title = {Topological nonsymmorphic insulator versus Dirac semimetal in KZnBi},
author = {Rahul Verma and Bikash Patra and Bahadur Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.05461},
year = {2024}
}