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J-GLOBAL ID：201602279385239587   整理番号：16A1109672

記録的なバルクバンドギャップを有するBiX/SbX(x=H,F,Cl及びBr)単分子層の量子スピンHall絶縁体と量子バレーHall絶縁体

Quantum spin Hall insulators and quantum valley Hall insulators of BiX/SbX (X=H, F, Cl and Br) monolayers with a record bulk band gap

著者 (13件)： SONG Zhigang (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  LIU Cheng-Cheng (Beijing Inst. of Technol., Beijing, CHN) ,  YANG Jinbo (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  YANG Jinbo (Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, Beijing, CHN) ,  HAN Jingzhi (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  YE Meng (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  FU Botao (Beijing Inst. of Technol., Beijing, CHN) ,  YANG Yingchang (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  NIU Qian (Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, Beijing, CHN) ,  NIU Qian (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  LU Jing (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  LU Jing (Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, Beijing, CHN) ,  YAO Yugui (Beijing Inst. of Technol., Beijing, CHN)
資料名： NPG Asia Materials (Web)  (NPG Asia Materials (Web))
巻： 6  号： Dec  ページ： WEB ONLY  発行年： 2014年12月 
JST資料番号： U0883A  ISSN： 1884-4057  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 室温(RT)で動作するスピントロニクスデバイスにおける量子スピンHall(QSH)絶縁体又は2次元(2D)トポロジー絶縁体(TIs)の応用には大きなバルクバンドギャップが重要である。第一原理計算に基づいて,0.32eVから1.08eVの記録的な値の極めて大きなバルクギャップを有する2D TI BiX/SbX(x=H,F,Cl及びBr)グループの単分子層について予測した。これらの巨大なギャップは大部分がハニカム格子の2つのバレーKとK′近傍のBi/Sb原子のP_xとP_y軌道と関連した強いスピン-軌道相互作用の結果であり,グラフェン/シリセンにおけるP_z軌道から成るものとは大きく異なる。BiX/SbXのトポロジー特性を計算した非自明なZ₂指数とこれらの系の低エネルギー有効ハミルトニアンの明確な構成により確認した。BiX単分子層のハニカム構造が600Kでも安定なままであることを実証した。これらの特徴から,巨大なギャップのTIs BiX/SbX単分子層は多くの魅惑的な現象を実現し,RTで動作する新しい量子デバイスを作製する理想的なプラットフォームである。また,BiX/SbX単分子層は量子バレーホール絶縁体となり,バレー選択的円偏光二色性を示す。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *ビスマス化合物 ,  *アンチモン化合物 ,  *ハロゲン化物 ,  *水素化物 ,  *絶縁材料 ,  *電子スピン ,  *量子Hall効果 ,  スピン-軌道相互作用 ,  *バンドギャップ ,  計算 ,  *第一原理 ,  *単分子層 ,  有効ハミルトニアン ,  ハニカム構造 ,  円偏光二色性 ,  *絶縁体 ,  トポロジカル絶縁体
準シソーラス用語： トポロジー絶縁体 ,  第一原理計算 ,  量子スピンHall絶縁体

分類 (2件)： 絶縁体結晶の電子構造  (BM02070Y) ,  電子輸送の一般理論  (BM03020C)

引用文献 (39件)：

• Hasan, M. Z. & Kane, C. L. Colloquium: topological insulators. Rev. Mod. Phys. 82, 3045. (2010).
• Qi, X.-L. & Zhang, S.-C. Topological insulators and superconductors. Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
• Yan, B. & Zhang, S.-C. Topological materials. Rep. Prog. Phys. 75, 096501 (2012).
• Kane, C. L. & Mele, E. J. Quantum spin Hall effect in graphene. Phys. Rev. Lett. 95, 226801. (2005).
• Kane, C. L. & Mele, E. J. Z₂ topological order and the quantum spin Hall effect. Phys. Rev. Lett. 95, 146802 (2005).

タイトルに関連する用語 (8件)： バルク ,  バンドギャップ ,  Cl ,  Br ,  単分子層 ,  量子スピンHall絶縁体 ,  量子 ,  絶縁体