范德瓦尔斯堆叠诱导的层状三元过渡金属硫族化物中的拓扑相变
材料科学
2017-01-18 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
具有非平庸电子和光子能带拓扑的新型材料对于实现低功耗、低散热的新型器件以及无退相干的量子计算至关重要。在此，我们利用第一性原理方法，预测了一类三元过渡金属硫族化物（TTMC）MM'Te 展现出双重拓扑特性：在其二维单层中表现为量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，而在通过范德瓦尔斯（vdW）堆叠形成的三维非中心对称晶体中则表现为拓扑外尔半金属。值得注意的是，我们发现通过调节 vdW 层间距，可以产生和湮灭外尔费米子，并实现第一类和第二类外尔费米子之间的转变。我们的计算表明，它们具有优异的热力学稳定性和弱的层间结合力，这意味着它们在实验合成、直接剥离和 vdW 异质堆叠方面具有巨大潜力。此外，它们的三元特性将通过控制不同的化学计量比和价电荷，为电子结构提供更多的可调性。我们的发现为实现 QSH 效应和探索拓扑相变提供了一个理想的材料平台，并将为二维材料和拓扑材料研究开辟多种新机遇。
引用
@article{arxiv.1605.03903,
title = {Van der Waals Stacking Induced Topological Phase Transition in Layered Ternary Transition Metal Chalcogenides},
author = {Junwei Liu and Hua Wang and Chen Fang and Liang Fu and Xiaofeng Qian},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.03903},
year = {2017}
}