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非对称官能化锡烯中高温陈绝缘体与半金属边缘态的预测
摘要： 量子反?；舳≦AH）效应实际应用面临的主要障碍是缺乏兼具可观非平庸带隙、高居里温度与高载流子迁移率的合适二维材料。基于第一性原理计算，我们在此提出通过非对称功能化的二维SnHN和SnOH晶格实现这些优异特性。自旋极化能带结构显示：SnOH单层呈现自旋无带隙半导体（SGS）特征，而SnNH在压缩应变下可转变为SGS。蒙特卡洛模拟预测SnOH的居里温度达266K，与室温相当。当允许自旋与轨道自由度耦合时，两个体系均成为具有完全自旋极化半金属边缘态和大带隙QAH绝缘体，其费米速度高达4.9×10^5 m·s^-1。这些成果为设计第四族蜂窝晶格拓扑场效应晶体管开辟了新途径。
关键词： 拓扑的、锡烯、量子反?；舳в?、无自旋能隙半导体、陈绝缘体
更新于2025-09-22 13:37:49
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钙钛矿衍生的4d和5d氧化物褶皱蜂窝晶格中的陈绝缘体相与Z2拓扑绝缘相
摘要： 基于包含库仑排斥参数U的密度泛函理论计算，我们研究了(X=4d与5d阳离子)的(LaXO3)2/(LaAlO3)4(111)异质结构的拓扑性质。在保持P321对称性的亚稳态铁磁相中，LaTcO3和LaPtO3分别以C=2和1的陈绝缘体(CI)形式出现，在LaAlO3横向晶格常数下具有41和38 meV的带隙。贝里曲率、自旋纹理及边缘态为CI态的本质提供了更多见解。当X=Tc时，CI相在拉伸应变下进一步稳定；而当X=Pd和Pt时，横向晶格常数从aLAO增大至aLNO会发生位点歧化。X=Pt的CI相对哈伯德U参数表现出强依赖性，较高U值导致的能隙开启机制改变会引起符号反转。我们讨论了与先前研究的(X2O3)1/(Al2O3)5(0001)蜂窝状刚玉层的相似性。此外，非磁性体系X=Mo和W被确认为aLAO下潜在的Z2拓扑绝缘体候选材料，其带隙分别为26和60 meV。计算得到的边缘态和Z2不变量证实了这些非平庸拓扑特性。
关键词： 密度泛函理论、钙钛矿衍生氧化物、陈绝缘体、Z2拓扑绝缘体、蜂窝晶格
更新于2025-09-11 14:15:04