本文主要研究内容
作者辛红丽（2019）在《功能化V-V族二元单层自旋谷耦合新奇量子态的理论研究》一文中研究指出：在固体材料中,能带理论告诉我们,物态有导电金属与非导电绝缘体之分。借助数学中封闭曲面的拓扑分类,通过引入动量空间中电子能带的拓扑不变量,可以把绝缘体细分为普通绝缘体和拓扑非平庸绝缘体（如,3D拓扑绝缘体,量子自旋霍尔绝缘体,量子反常霍尔绝缘体等）。与此类似,金属态亦有普通金属和拓扑金属之分。事实上,类似上述这些新奇量子态的发现,相应真实材料的理论预测与实验合成、物理性质的观测与应用探索,以及不同量子态之间的拓扑相变研究,已成为当前凝聚态物理的热点课题。基于二维V-V族层状材料的实验合成和理论预测,结合第一性原理计算和紧束缚近似模拟,本文在功能化二元V-V族单层化合物中发现了两种新奇的量子态,分别为“拓扑自旋-谷耦合绝缘体”和“自旋谷耦合的狄拉克半金属”。具体研究内容及结果如下:（1）已有的二维拓扑绝缘体多为中心反演对称结构,体态自旋简并,因此无法实现拓扑边缘态与体态自旋及能谷的综合应用。借助第一性原理计算,结合紧束缚Wannier函数方法,我们在二维氟化的BiSb单层中发现了一种同时具有自旋和能谷极化的新奇拓扑态——拓扑自旋谷耦合绝缘体。计算结果表明,单层BiSbF2的体态具有类似MoS2纳米单层的自旋-谷极化,且拥有多种优良特性:（i）大的自旋劈裂能——导带能谷的自旋劈裂高达491meV;（ii）载流子迁移率高(电子迁移率为22500 cm2V-1s-1、空穴迁移率为4370 cm2V-1s-1);（iii）体相能隙可以通过应变实现线性调控。此外,通过能带反转分析和拓扑表面态的计算,我们发现BiSbF2为典型的宽带隙二维拓扑绝缘体。BiSbF2以上这些奇异性质都可以在BN衬底上得以保持。拓扑自旋-谷耦合绝缘体材料实现将为自旋谷电子学和拓扑物理的集成应用提供可能。（2）二维狄拉克材料在自旋轨道耦合（SOC）作用下将打开能隙,因此其本质上是量子自旋霍尔绝缘体,或二维拓扑绝缘体。近年来,寻找SOC作用下依然稳定的狄拉克材料成为人们研究的热点课题。本文通过对功能化的SbAs单层[SbAsX2（X=H,F,Cl,Br,I）]施加应变作用,发现SbAsH2在2.3%的拉伸应变下拥有SOC作用诱发的自旋谷极化狄拉克态,即自旋谷耦合狄拉克半金属。由于中心反演对称破缺,其线性狄拉克能带发生自旋劈裂,且不同狄拉克能谷拥有相反的自旋磁矩方向和贝里曲率。单层膜2.3-SbAsH2不仅具有大的自旋劈裂能（（35）e=421 meV,（35）h=189 meV）而且呈现出较大的费米速度（νF=8.79×105m/s）。拓扑性质分析表明,该奇异量子态为普通绝缘体和拓扑绝缘体的中间态。这一新奇量子态的实现将为超高速、超低能耗量子传输的发展提供新途径,也将为狄拉克自旋谷电子学的发展提供理想平台。
Abstract
zai gu ti cai liao zhong ,neng dai li lun gao su wo men ,wu tai you dao dian jin shu yu fei dao dian jue yuan ti zhi fen 。jie zhu shu xue zhong feng bi qu mian de ta pu fen lei ,tong guo yin ru dong liang kong jian zhong dian zi neng dai de ta pu bu bian liang ,ke yi ba jue yuan ti xi fen wei pu tong jue yuan ti he ta pu fei ping yong jue yuan ti （ru ,3Dta pu jue yuan ti ,liang zi zi xuan huo er jue yuan ti ,liang zi fan chang huo er jue yuan ti deng ）。yu ci lei shi ,jin shu tai yi you pu tong jin shu he ta pu jin shu zhi fen 。shi shi shang ,lei shi shang shu zhe xie xin ji liang zi tai de fa xian ,xiang ying zhen shi cai liao de li lun yu ce yu shi yan ge cheng 、wu li xing zhi de guan ce yu ying yong tan suo ,yi ji bu tong liang zi tai zhi jian de ta pu xiang bian yan jiu ,yi cheng wei dang qian ning ju tai wu li de re dian ke ti 。ji yu er wei V-Vzu ceng zhuang cai liao de shi yan ge cheng he li lun yu ce ,jie ge di yi xing yuan li ji suan he jin shu fu jin shi mo ni ,ben wen zai gong neng hua er yuan V-Vzu chan ceng hua ge wu zhong fa xian le liang chong xin ji de liang zi tai ,fen bie wei “ta pu zi xuan -gu ou ge jue yuan ti ”he “zi xuan gu ou ge de di la ke ban jin shu ”。ju ti yan jiu nei rong ji jie guo ru xia :（1）yi you de er wei ta pu jue yuan ti duo wei zhong xin fan yan dui chen jie gou ,ti tai zi xuan jian bing ,yin ci mo fa shi xian ta pu bian yuan tai yu ti tai zi xuan ji neng gu de zeng ge ying yong 。jie zhu di yi xing yuan li ji suan ,jie ge jin shu fu Wannierhan shu fang fa ,wo men zai er wei fu hua de BiSbchan ceng zhong fa xian le yi chong tong shi ju you zi xuan he neng gu ji hua de xin ji ta pu tai ——ta pu zi xuan gu ou ge jue yuan ti 。ji suan jie guo biao ming ,chan ceng BiSbF2de ti tai ju you lei shi MoS2na mi chan ceng de zi xuan -gu ji hua ,ju yong you duo chong you liang te xing :（i）da de zi xuan pi lie neng ——dao dai neng gu de zi xuan pi lie gao da 491meV;（ii）zai liu zi qian yi lv gao (dian zi qian yi lv wei 22500 cm2V-1s-1、kong xue qian yi lv wei 4370 cm2V-1s-1);（iii）ti xiang neng xi ke yi tong guo ying bian shi xian xian xing diao kong 。ci wai ,tong guo neng dai fan zhuai fen xi he ta pu biao mian tai de ji suan ,wo men fa xian BiSbF2wei dian xing de kuan dai xi er wei ta pu jue yuan ti 。BiSbF2yi shang zhe xie ji yi xing zhi dou ke yi zai BNchen de shang de yi bao chi 。ta pu zi xuan -gu ou ge jue yuan ti cai liao shi xian jiang wei zi xuan gu dian zi xue he ta pu wu li de ji cheng ying yong di gong ke neng 。（2）er wei di la ke cai liao zai zi xuan gui dao ou ge （SOC）zuo yong xia jiang da kai neng xi ,yin ci ji ben zhi shang shi liang zi zi xuan huo er jue yuan ti ,huo er wei ta pu jue yuan ti 。jin nian lai ,xun zhao SOCzuo yong xia yi ran wen ding de di la ke cai liao cheng wei ren men yan jiu de re dian ke ti 。ben wen tong guo dui gong neng hua de SbAschan ceng [SbAsX2（X=H,F,Cl,Br,I）]shi jia ying bian zuo yong ,fa xian SbAsH2zai 2.3%de la shen ying bian xia yong you SOCzuo yong you fa de zi xuan gu ji hua di la ke tai ,ji zi xuan gu ou ge di la ke ban jin shu 。you yu zhong xin fan yan dui chen po que ,ji xian xing di la ke neng dai fa sheng zi xuan pi lie ,ju bu tong di la ke neng gu yong you xiang fan de zi xuan ci ju fang xiang he bei li qu lv 。chan ceng mo 2.3-SbAsH2bu jin ju you da de zi xuan pi lie neng （（35）e=421 meV,（35）h=189 meV）er ju cheng xian chu jiao da de fei mi su du （νF=8.79×105m/s）。ta pu xing zhi fen xi biao ming ,gai ji yi liang zi tai wei pu tong jue yuan ti he ta pu jue yuan ti de zhong jian tai 。zhe yi xin ji liang zi tai de shi xian jiang wei chao gao su 、chao di neng hao liang zi chuan shu de fa zhan di gong xin tu jing ,ye jiang wei di la ke zi xuan gu dian zi xue de fa zhan di gong li xiang ping tai 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自内蒙古大学的辛红丽，发表于刊物内蒙古大学2019-08-13论文，是一篇关于拓扑自旋谷耦合绝缘体论文,自旋谷耦合狄拉克半金属论文,族二元单层论文,第一性原理计算论文,电子性质论文,拓扑性质论文,内蒙古大学2019-08-13论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自内蒙古大学2019-08-13论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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