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负泊松比二维资料及量子变态霍尔效应异质结的高通量计较钻研获停顿

2020-11-19 物理钻研所
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  克日,中国迷信院物理钻研所/北京凝集态物理国度钻研中间纳米物理与器件尝试室N11组副钻研员潘金波、博士张艳芳、钻研员杜世萱,与美国天普大学传授严琪闽等协作,在二维层状资料及异质结的别致物性钻研中获得停顿。钻研职员设想出正方形晶格布局在应力下的演变模子,经由进程阐发二维立体布局和升沉布局在应力下可以或许的演变进程,提出一个可以或许使资料发生负泊松比的机制,即资料具备升沉布局,且次隔壁原子间彼此感化较弱(图1)。连系大数据发掘和高通量计较,科研职员从二维资料数据库中搜刮到一个具备近似模子布局的二维资料家属,即具备p4mm二维空间群的过渡金属硫族和卤族化合物MX,此中M为V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag,X为Se,Cl,Br,I(图2)。现实计较标明,当金属原子3d轨道满占有时,体系具备较弱的次隔壁彼此感化,致使负泊松比的发生,与模子展望功效分歧。钻研中布局模子演变阐发连系大数据资料发掘的体例,进步了二维负泊松比资料的摸索效力,为钻研具备优良力学性子的二维资料供给了有代价的参考。相干钻研功效颁发在npj Computational Materials, 6, 154 (2020)上。

  另外,钻研职员提出一种经由进程修建二维磁性范德华异质结来完成量子变态霍尔(QAH)效应的体例,以降服传统本征磁性拓扑绝缘体数目希少这一困难。经由进程寻觅两个具备特定能带带边布局的二维(凡是是拓扑平淡的)磁性半导体化合物的组合,使得它们组成具备拓扑非平淡能带布局的Ⅲ型异质结(图3)。连系基于对称性阐发的现实模子、大数据发掘和高通量计较体例,钻研展望8种具备QAH效应的异质结候选资料,这些异质结资料由MXY化合物(M=金属原子,X=S,Se,Te,Y=F,Cl,Br,Ⅰ)中二维铁磁半导体资料组成。以MnNF/MnNCl为例,现实上间接计较该异质结的电子布局(图4)和拓扑不变量(陈数)和手性边缘态(图5),计较功效标明MnNF和MnNCl在FM-stacking体例下能发生量子变态霍尔效应(QAH),与基于对称性阐发的现实模子功效分歧。该钻研展现了若何将数据驱动的资料迷信与基于对称性阐发的现实模子相连系,寻觅具备QAH效应和其余奇特量子态的新型异质结量子资料。相干钻研功效颁发在npj Computational Materials, 6, 152 (2020)上。

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打印 义务编辑:侯茜

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