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Nano letters2015Sep09Vol.15issue(9)

TLSEおよびTLS単層の2次元トポロジカル結晶断熱材およびトポロジー相転移

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文献タイプ:
  • Journal Article
  • Research Support, Non-U.S. Gov't
概要
Abstract

トポロジー結晶絶縁体(TCI)とトポロジー絶縁体(TI)を区別する特性は、それぞれ異なるバルクと表面/エッジ特性をコードする結晶対称性と時間反転対称性に依存しています。ここでは、理論的には、電子ドープされたTLM(M = SおよびSE)(110)単層が、ミラーチェーン番号CM = -2を特徴とする2次元(2D)TCIのファミリーを実現すると予測しています。驚くべきことに、一軸株(≈1%)では、2D TIと2D TIの2D TCIと2D TIの間のトポロジー相転移が明らかになります。スピン分解エッジ状態分析を使用して、特に当時の逆転ポイントで、異なるエッジ状態の動作を示します。最後に、TLBISE2/NACL量子ウェルは、0.37 eVの逆ギャップを備えた非視線2D TCIを実現するために提案されており、室温観測の可能性が高いことを示しています。

トポロジー結晶絶縁体(TCI)とトポロジー絶縁体(TI)を区別する特性は、それぞれ異なるバルクと表面/エッジ特性をコードする結晶対称性と時間反転対称性に依存しています。ここでは、理論的には、電子ドープされたTLM(M = SおよびSE)(110)単層が、ミラーチェーン番号CM = -2を特徴とする2次元(2D)TCIのファミリーを実現すると予測しています。驚くべきことに、一軸株(≈1%)では、2D TIと2D TIの2D TCIと2D TIの間のトポロジー相転移が明らかになります。スピン分解エッジ状態分析を使用して、特に当時の逆転ポイントで、異なるエッジ状態の動作を示します。最後に、TLBISE2/NACL量子ウェルは、0.37 eVの逆ギャップを備えた非視線2D TCIを実現するために提案されており、室温観測の可能性が高いことを示しています。

The properties that distinguish topological crystalline insulator (TCI) and topological insulator (TI) rely on crystalline symmetry and time-reversal symmetry, respectively, which encodes different bulk and surface/edge properties. Here, we predict theoretically that electron-doped TlM (M = S and Se) (110) monolayers realize a family of two-dimensional (2D) TCIs characterized by mirror Chern number CM = -2. Remarkably, under uniaxial strain (≈ 1%), a topological phase transition between 2D TCI and 2D TI is revealed with the calculated spin Chern number CS = -1 for the 2D TI. Using spin-resolved edge states analysis, we show different edge-state behaviors, especially at the time reversal invariant points. Finally, a TlBiSe2/NaCl quantum well is proposed to realize an undoped 2D TCI with inverted gap as large as 0.37 eV, indicating the high possibility for room-temperature observation.

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