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半Heusler型拓扑绝缘体LaPtBi能带调控的研究

张小明 刘国栋 杜音 刘恩克 王文洪 吴光恒 柳忠元

半Heusler型拓扑绝缘体LaPtBi能带调控的研究

张小明, 刘国栋, 杜音, 刘恩克, 王文洪, 吴光恒, 柳忠元
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  • 采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波的方法, 研究了化学替代和施加等体积单轴(拉、压)应力两种方式对半Heusler型拓扑绝缘体LaPtBi能带的影响. 计算结果表明, 通过在LaPtBi合金中用Sc元素替换La, 或者用Pd替换Pt, 都可以使得原本受立方对称性保护的8能带在费米能级附近打开一带隙; 而对于施加等体积单轴应力来扭曲立方晶格的方式, 在使得8 能带打开的同时, 还可以实现对费米能级位置有规律地调控, 使 LaPtBi合金最终成为真正意义上的体材料是绝缘性而表面是金属性的拓扑绝缘体.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51171207)和国家基金委创新研究群体(批准号: 51020161)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-20
  • 修回日期:  2011-10-28
  • 刊出日期:  2012-06-05

半Heusler型拓扑绝缘体LaPtBi能带调控的研究

  • 1. 河北工业大学材料学院, 天津 300130;
  • 2. 中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室, 北京 100190;
  • 3. 燕山大学材料学院, 秦皇岛 066004
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51171207)和国家基金委创新研究群体(批准号: 51020161)资助的课题.

摘要: 采用基于密度泛函理论的全势能线性缀加平面波的方法, 研究了化学替代和施加等体积单轴(拉、压)应力两种方式对半Heusler型拓扑绝缘体LaPtBi能带的影响. 计算结果表明, 通过在LaPtBi合金中用Sc元素替换La, 或者用Pd替换Pt, 都可以使得原本受立方对称性保护的8能带在费米能级附近打开一带隙; 而对于施加等体积单轴应力来扭曲立方晶格的方式, 在使得8 能带打开的同时, 还可以实现对费米能级位置有规律地调控, 使 LaPtBi合金最终成为真正意义上的体材料是绝缘性而表面是金属性的拓扑绝缘体.

English Abstract

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