氢化镓烯及其同族元素中的拓扑相
材料科学
2018-09-18 v1
摘要
狄拉克半金属（DSMs）、外尔半金属（WSMs）与节线半金属（NLSMs）的非平凡拓扑由体态中费米能级附近的新颖能带交叉以及奇异表面态的出现所刻画。其中，节线半金属因费米能级附近一维节线环的形成而备受关注。利用密度泛函理论（DFT）计算，我们报道二维（2D）NLSM 相可存在于氢钝化的镓（010）表面（镓烯）及其他第13族元素上，且无需引入自旋轨道耦合（SOC）。这些二维体系中的 NLSM 由晶体对称性（CS）连同反演对称性（IS）与时间反演对称性（TRS）共同保护。在存在 SOC 时，铝烷保持其拓扑 NLSM 相，而在其他单层第13族元素中，由于相对较强的 SOC 效应，节点处打开了能隙。在施加拉伸应变并引入 SOC 的情况下，氢钝化镓烯（镓烷）演化为量子自旋霍尔绝缘体，其间接带隙为 28 meV。镓烷中长程无耗散线性色散螺旋边缘态及大能隙的出现，使其有望应用于室温自旋电子学。
引用
@article{arxiv.1809.05746,
title = {Topological phases in hydrogenated gallenene and in its group elements},
author = {Ranjan Kumar Barik and Ritesh Kumar and Abhishek K. Singh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.05746},
year = {2018}
}