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Be (0001) 表面异常大电声耦合强度背后的拓扑 Dirac 节线机制

材料科学 2019-10-02 v1

摘要

铍最近被发现其块体相中蕴含 Dirac 节线(DNL),且其 (0001) 表面上具有 DNL 诱导的非平凡鼓面状表面态(DNSSs),从而解释了几个已存在的历史谜题 [Phys. Rev. Lett., \textbf{117}, 096401 (2016)]。然而,迄今为止其 (0001) 表面为何表现出异常大的电声耦合效应(λephs\lambda_{e-ph}^s \approx 1.0)的潜在机制仍悬而未决。在此,通过第一性原理计算,我们证实了 DNSSs 与声子态的耦合主要贡献于其新颖的表面 \emph{e-ph} 增强。除了实验观测到的 λephs\lambda_{e-ph}^s 与主要 Eliashberg 耦合函数(ECF)峰已被很好重现外,我们将 ECF、α2\alpha^{2}FF(\emph{k},\textbf{\emph{q}};\emph{v}) 以及 \emph{e-ph} 耦合强度 λ(k,q;v)\lambda(\emph{k},\textbf{\emph{q}};\emph{v}) 按每个电子动量(\emph{k})、每个声子动量(\textbf{\emph{q}})和每个声子模式(vv)进行分解,证实了 DNSSs 与 α2\alpha^{2}FF(\emph{k},\textbf{\emph{q}};\emph{v}) 和 λ(k,q;v)\lambda(\emph{k},\textbf{\emph{q}};\emph{v}) 之间的稳健联系。结果揭示了 DNSSs 与声子模式之间的强 \emph{e-ph} 耦合,其贡献了 Be (0001) 表面上超过 80%\%λephs\lambda_{e-ph}^s 系数。这表明 Be (0001) 表面异常大的 \emph{e-ph} 系数可归因于其 DNL 诱导的 DNSSs 的存在,澄清了长期争论的机制。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.08554,
  title  = {Underlying topological Dirac nodal line mechanism of anomalously large electron-phonon coupling strength on Be (0001) surface},
  author = {Ronghan Li and Jiangxu Li and Lei Wang and Hui Ma and Dianzhong Li and Yiyi Li and Xing-Qiu Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.08554},
  year   = {2019}
}

备注

6 pages, 3 figures