納米自旋電子材料與器件團隊
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研究生張亮在《Nanoscale》上發表Node-Line 半金屬薄膜設計的新成果

拓撲半金屬将新奇拓撲電子量子态從拓撲絕緣體擴展到金屬性材料。這類材料中的一些導帶和價帶交叉點受到空間、時間或者某些晶體對稱性的保護,使得特定對稱性的微擾不能使其打開能隙。按維度分類,這些電子結構中的交叉點可以分成零維的節點(nodal points)和一維的節線( nodal line )。節點型材料近來已經被廣泛地研究和報道,但是目前隻在很少一些材料中發現了某些構型的節線型電子結構的迹象。

在此,我們利用第一性原理計算,确定了第一個二維蜂窩-kagome (HK)晶格MnCN為一種新的單自旋節點環材料。MnCN在自旋向上和自旋向下的方向上分别表現出無間隙和半導體性質,表明其具有自旋無間隙半導體性質。值得注意的是,在三維帶結構中捕獲到了一個由px、y/pz帶反演引起的自旋極化節點環,該節點環與自旋軌道耦合無關。單自旋節點環的起源可以通過有效的緊束縛(TB)模型進一步闡明。這些結果為自旋極化節點環材料在自旋電子器件中的應用開辟了一條新的途徑。

該工作發表在一區期刊nanoscale上,在本課題組張昌文教授的指導下完成,這項工作得到了國家自然科學基金(11434006和61172028)和山東省國家自然科學基金(ZR2018MA033)的支持。

論文鍊接: http://x5diw.caifu87365.cn

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