铋基钙钛矿中的拓扑不变双狄拉克态：两可电荷态与共价键的结果
材料科学
2018-02-13 v3
摘要
利用密度泛函理论和紧束缚模型哈密顿量计算的体电子结构和表面电子结构揭示，在立方 Bi 钙钛矿家族（ABiO；A = Na, K, Rb, Cs, Mg, Ca, Sr 和 Ba）中存在两个拓扑不变（TI）表面态。这两个 TI 态，一个位于价带（TI-V），另一个位于导带（TI-C），由 Bi-s,p - O-p配位共价相互作用的成键态和反键态形成。在低于某个随 A 变化的临界薄膜厚度时，顶部和底部表面的 TI 态发生耦合，从而破坏狄拉克型线性色散并打开表面能隙。形成 TI 态所必需的 s-p 能带反转的起源将 ABiO家族分为两类。对于 I 类（A = Na, K, Rb, Cs 和 Mg），导致 TI-C 态的能带反转由 Bi-p 态的自旋 - 轨道耦合诱导；对于 II 类（A = Ca, Sr 和 Ba），能带反转则由微弱但敏感的第二近邻 Bi-Bi 相互作用诱导。
引用
@article{arxiv.1704.04211,
title = {Topologically Invariant Double Dirac States in Bismuth based Perovskites: Consequence of Ambivalent Charge States and Covalent Bonding},
author = {Bramhachari Khamari and Ravi Kashikar and B. R. K. Nanda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.04211},
year = {2018}
}
备注
17 pages, 14 figures. Changes made on V2 (version-2): Minor revision of the text and an additional information is added in the appendix