論文の概要: On the dual character of Zn impurity in SnTe: Tuning thermoelectric and topological properties

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.24459v1
• Date: Mon, 21 Sep 2026 12:03:31 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-23 03:38:27.399351
• Title: On the dual character of Zn impurity in SnTe: Tuning thermoelectric and topological properties
• Title（参考訳）: SnTeにおけるZn不純物の二重特性について:チューニング熱電およびトポロジー特性
• Abstract要約: ドーピングドーピングSnTeの電子構造と熱電特性に関する第1原理の研究を行った。 本研究は,SnTeにおける顕微鏡的役割を明らかにし,ドーピングを同時に調整し,トポロジカルな特性を示す機構として同定した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a first-principles study of the electronic structure and thermoelectric properties of Zn-doped SnTe using the Korringa-Kohn-Rostoker method within the coherent potential approximation, complemented by pseudopotential calculations. SnTe is a lead-free analogue of PbTe and a candidate thermoelectric material in which Zn doping has been experimentally reported to enhance the performance of $p$-type samples. We show that Zn introduces a resonant-like impurity state, located within the conduction band, which evolves strongly depending on the Zn concentration. This feature leads to a significant enhancement of the thermopower in $n$-type SnTe. In the valence band, Zn doping induces L-$Σ$ band convergence, also resulting in an increased $p$-type Seebeck coefficient over a broad concentration range and delaying the onset of the bipolar effect. We further demonstrate that the Zn-induced band-structure modifications drive a transition from an inverted to a trivial band ordering, indicating a controllable topological phase transition. Our results clarify the microscopic role of Zn in SnTe and identify doping as a mechanism for simultaneously tuning thermoelectric and topological properties.
• Abstract（参考訳）: 本研究では, コヒーレントポテンシャル近似におけるZnドープSnTeの電子構造と熱電特性について, 擬ポテンシャル計算で補足したKorringa-Kohn-Rostoker法を用いて検討した。 SnTeはPbTeの鉛フリーアナログであり、Znドーピングを実験的に報告し、$p$型試料の性能を高める熱電材料候補である。 Znは伝導帯内に位置する共鳴様不純物状態を導入し,Zn濃度に強く依存することを示す。 この特徴は、$n$型SnTeにおける熱パワーを著しく向上させる。 価電子帯では、ZnドーピングはL-$$$バンド収束を誘導し、より広い濃度範囲で$p$型シーベック係数を増大させ、双極子効果の開始を遅らせる。 さらに,Znにより誘起されるバンド構造の変化は,反転したバンド秩序から自明なバンド秩序への遷移を誘導し,制御可能な位相相転移を示す。 その結果, SnTeにおけるZnの微視的役割を明らかにし, ドーピングを熱電特性とトポロジー特性の同時調整機構として同定した。

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