論文の概要: Universal Metallic Surface States in Electride
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.15798v1
- Date: Sat, 24 Feb 2024 12:06:23 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-27 16:50:19.745989
- Title: Universal Metallic Surface States in Electride
- Title(参考訳): 電解質におけるユニバーサル金属表面状態
- Authors: Dan Wang, Hongxing Song, Leilei Zhang, Hao Wang, Yi Sun, Fengchao Wu,
Ying Chen, Xiangrong Chen, and Hua Y. Geng
- Abstract要約: 新しい種類の新素材は、堅牢で普遍的なMSSをホストしなければならない。
新しいメカニズムは、TIのバンドギャップを制限する障害を回避する。
ギャップサイズは、既知の「ワイドギャップ」TIの最高記録の約6倍である。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 10.116930504261655
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Robust metallic surface states (MSS) of topological insulator (TI) against
imperfections and perturbations are important in broad applications such as
chemical catalysis and quantum computing. Unfortunately, they are suffered from
the narrow band gap that can be accessed. Searching for MSS with large bulk
band gap beyond conventional TIs becomes a quest. In this work, inspired by the
adiabatic connection principle in real space, we identify that all electrides,
a new class of emerging materials, must host robust and universal MSS that
resists any disturbances, in spite of the fact that some of them could be
classified as trivial in standard topology theory. This counterintuitive
property is traced to the specific charge localization-delocalization change
intrinsic to electride when approaching the crystalline surface or interface,
which is a kind of interstice-centered to atom-centered transition in the
real-space topology of the charge density distribution, and is sharply
different from the band inversion in the standard topology theory. The new
mechanism circumvents the obstacle that limits the band gap of TI. Robust and
universal MSS in an electride that conventionally-determined as trivial but
with a colossal band gap beyond 6.13 eV are demonstrated. This gap size is
about 6-fold larger than the highest record of known "wide-gap" TIs, thus opens
up new avenues to universal MSS with gigantic bulk gap.
- Abstract(参考訳): トポロジカル絶縁体(TI)の不完全性と摂動に対するロバスト金属表面状態(MSS)は、化学触媒や量子コンピューティングなどの幅広い応用において重要である。
残念ながら、彼らはアクセス可能な狭いバンドギャップに悩まされている。
従来のTIを超える大きなバルクバンドギャップを持つMSSの探索が課題となっている。
この研究は、実空間における断熱接続原理に着想を得たものであり、新しい種類の材料であるすべてのエレクトロライドは、標準トポロジー理論において自明に分類できるという事実にもかかわらず、いかなる障害にも抵抗する堅牢で普遍的なMSSをホストしなければならない。
この逆直観的性質は、電荷密度分布の実空間トポロジーにおける原子中心から原子中心への遷移の一種であり、標準トポロジー理論のバンド反転と鋭く異なる結晶表面や界面に近づくとき、選択性に固有の特定の電荷局在-非局在化変化にさかのぼる。
新しいメカニズムは、TIのバンドギャップを制限する障害を回避する。
従来は自明だが6.13eVを超える粗いバンドギャップを持つ導電体中のロバストおよび普遍MSSが示される。
このギャップサイズは、既知の"ワイドギャップ"TIの最高記録より約6倍大きく、巨大なバルクギャップを持つユニバーサルMSSへの新たな道を開く。
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