Cu2SnS3与Cu2SnSe3中的拓扑态与拓扑相变
材料科学
2022-01-11 v1
摘要
基于局域密度近似下的第一性原理计算与模型分析，我们提出同结构化合物Cu2SnS3和Cu2SnSe3在忽略自旋轨道耦合(SOC)时均为最简单的 nodal line 半金属，其晶体动量空间中仅有一条 nodal line。计入SOC使Cu2SnS3进入Weyl半金属(WSM)态，仅含两对Weyl节点，这是具有时间反演对称的WSM所需的最少节点数。相反，SOC使Cu2SnSe3进入强拓扑绝缘体(TI)态。这一差异可很好地理解为存在一个拓扑相变(TPT)：其中Weyl节点由可调SOC驱动并在镜面内湮灭，从而产生TI。通过Cu2SnS3-xSex在虚晶近似下的计算以及有效的kp模型分析，展示了该TPT以及Weyl节点的演化、镜面陈数的变化和受时间反演对称保护的Z2指数的变化。尽管我们的第一性原理计算高估了两种化合物中的拓扑态，我们相信这一控制TPT与Weyl节点演化的理论证明将激发进一步探索它们的努力。
引用
@article{arxiv.2201.03025,
title = {Topological states and topological phase transition in Cu2SnS3 and Cu2SnSe3},
author = {Liqin Zhou and Yuting Qian and Changming Yue and Zhong Fang and Wei Zhang and Chen Fang and Hongming Weng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.03025},
year = {2022}
}