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进展 | 呼吸笼目半导体中的拓扑平带

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2022-05-17 10:18
晶格结构、拓扑和磁性之间的相互作用会赋予材料丰富的物性,一个典型的案例是二维笼目(kagome)晶格。若采取简单的紧束缚模型计算,只考虑最近邻格点间的电子跳跃,可得到其特征性的能带结构——狄拉克锥与拓扑平带并存。该平带起源于kagome晶格中近邻格点间电子跃迁波函数的相位相消,并且受镜面对称性的保护。由于平带中存在大量的能量简并的电子,因此电子关联效应非常强,可诱导出多种奇特的物态,如关联绝缘态、超导、分数量子霍尔效应等。近年来,人们利用角分辨光电子能谱(ARPES)技术,在一系列kagome金属中观测到了拓扑平带和狄拉克电子态,例如Fe₃Sn₂、FeSn、CoSn、YMn₆Sn₆。然而,这些材料均为金属,费米能级附近不存在能隙,因此无法应用于逻辑和光电器件。另一方面,真正意义的kagome晶格为单层材料,而



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