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单轴压力下Ge_2X_2Te_5(X=Sb,Bi)薄膜拓扑相变的第一性原理研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O413.1[理学—理论物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京师范大学物理系,北京100875, [2]河南工程学院理学院,郑州451191
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11135001)、国家自然科学基金专项基金(批准号:11347187)和河南省科技攻关计划(批准号132102210141)资助的课题.
中文摘要:

随着拓扑绝缘体的发现,材料拓扑物性的研究成为凝聚态物理研究的热点领域.本文基于第一性原理计算,研究了化合物Ge2X2Te5(X=Sb,Bi)的块体结构和二维单层和双层薄膜结构的拓扑物性,以及单双层薄膜在垂直方向单轴压力下的拓扑量子相变.研究发现,A型原子序列排列的这两种化合物都是拓扑绝缘体,其单层薄膜都是普通金属,而双层薄膜都是拓扑金属,单层和双层薄膜在单轴加压过程中都没有发生拓扑量子相变;这两种化合物的B型原子序列的晶体是普通绝缘体,其所对应的薄膜,Ge2Sb2Te5单层是普通金属,双层薄膜和Ge2Bi2Te5的单层和双层薄膜均为普通绝缘体,但是在单轴加压过程中B型原子序列所对应的单层和双层薄膜都转变为拓扑金属.

英文摘要:

Since the topological insulator was discovered, the investigation of topological properties has become the hot spot in condensed matter physics. In this paper, we study topological properties of chalcogenide compounds Ge2X2Te5 (X = Sb, Bi) crystals and their monolayer and bilayer films as well as the vertical uniaxial pressure induced topological quantum phase transitions in monolayer and bilayer films. The results show that for A-type crystal, the bulk structures of these two compounds are topological insulators, the monolayer structures of these two compounds are conventional metals, and bilayer structures are topological metals. There is no topological quantum phase transition in monolayer nor bilayer film under the uniaxial compression. While for B-type crystal, the bulk structures of these two compounds are conventional insulators, the monolayer Ge2Sb2Te5 is conventional metal, its bilayer structure as well as monolayer and bilayer of Ge2Bi2Te5 films is conventional insulator. All the B-type monolayer and bilayer films each undergo a topological quantum phase transition to the topological metals under the uniaxial compression.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876