具有大磁晶各向异性能的单层BaPb的室温量子反常霍尔效应

• 作者: 张蔚曦 李勇 田昌海 佘彦超
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 量子反常霍尔效应 二次型非狄拉克能带 铁磁半金属态 第一性原理
• 年，卷（期）: 2021,（15）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:电子结构、电学、磁学和光学性质|CONDENSED MATTER: ELECTRONIC STRUCTURE, ELECTRICAL, MAGNETIC, AND OPTICAL PROPERTIES
• 页码范围: 266-272
• 页数: 7页
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.70.20210014

摘要

具有巨大应用潜力的二维材料在纳米技术领域引起了人们极大的研究兴趣. 基于第一性原理计算, 本文预测了二维六角晶格BaPb体系具有室温量子反常霍尔效应. 体系磁基态是铁磁半金属态, 并且自旋极化的Pb-p轨道导致体系的时间反演对称性破缺. 具有非零Chern数(C = 1)的单层BaPb中非平庸拓扑性来源于全自旋极化的px,y轨道形成的二次型非狄拉克能带. 不同于之前报道的pz轨道形成的狄拉克拓扑态很容易被衬底破坏, px,y轨道形成的s键非常稳定. 当考虑自旋-轨道耦合作用时, 二次型的非狄拉克点打开了接近177.39 meV的非平庸带隙. 通过反常霍尔电导、陈数、贝里曲率和边缘态的计算, 证实了BaPb非平庸的拓扑性. 此外, 体系还表现出每个单元52.01 meV的大磁晶各向异性能.