二维IV族硫属化物 Si2Te2 薄膜：一种具有可观带隙的新型量子自旋霍尔绝缘体
材料科学
2016-11-18 v1
摘要
量子自旋霍尔(QSH)效应因绝缘体体带隙内稳健的无隙态而有希望实现无耗散输运器件。在此，我们利用第一性原理计算发现IV族硫属化物 Si2Te2 薄膜是一种二维QSH绝缘体，其本征带隙为0.29 eV，并可在外应变下调控。这一非平凡拓扑相源于 Si-px,y 与 Te-px,y 轨道之间的能带反转，表现为一对拓扑保护的螺旋边缘态，其Dirac点位于体带隙中。值得注意的是，边缘态的特征性质(如费米速度和边缘形状)可通过边缘修饰进行调控。此外，h-BN半导体是实验实现二维 Si2Te2 薄膜而不破坏其非平凡拓扑的理想衬底。我们的工作为基于二维硅基薄膜设计拓扑自旋电子器件开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1607.02973,
title = {Two-Dimensional Group-IV Chalcogenide Si2Te2 film: A New Quantum Spin Hall Insulator with Sizable Band Gap},
author = {Run-wu Zhang and Wei-xiao Ji and Chang-wen Zhang and Ping Li and Pei-ji Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02973},
year = {2016}
}
备注
18 pages, 6 figures