温度诱导PbO$_2$中拓扑半金属相的实现
材料科学
2019-10-23 v1
摘要
具有拓扑序的材料呈现出奇异现象，这些现象可能成为从低功耗电子器件到量子计算机等领域新发展的基础。过去十年中，人们实现了多种拓扑材料的实验制备并做出了数千项预测。然而，已确定的是温度升高会破坏拓扑序，使得许多拓扑材料仅限于极低温条件下，从而阻碍了实际应用。在此，我们提出一种由温度促进拓扑序的材料实现方案。我们表明，一种广泛用于铅酸电池的半导体氧化物-PbO，在温度升高时通过热膨胀和电子-声子耦合的共同作用呈现出拓扑半金属相。我们确认价带电荷分布的准二维特性与导带电荷分布的三维特性之间的相互作用，是驱动这种非寻常温度依赖性的微观机制。因此，我们提出了一个搜寻和设计新型拓扑材料的普遍原理，其拓扑序随温度升高而稳定。这为将拓扑材料从实验室推向技术器件提供了清晰的路线图。
引用
@article{arxiv.1909.09646,
title = {Topological semimetallic phase in PbO$_2$ promoted by temperature},
author = {Bo Peng and Ivona Bravić and Judith L. MacManus-Driscoll and Bartomeu Monserrat},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.09646},
year = {2019}
}
备注
Accepted manuscript; 7 pages, 4 figures; contains Supplemental Material