外力应变对Bi2Se3拓扑绝缘体能带调控的第一性原理研究

摘要：

采用密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法,研究了拓扑绝缘体Bi2Se3在外力应变作用下的电子结构变化.首先对Bi2Se3块体结构在不同外力应变下进行了充分的原子弛豫,得到稳定的构型.主要通过改变初始结构的晶格常数的方法来构建沿层内施加外力应变的模型.接着通过能带、态密度(DOS)等分析手段研究不同外力应变下Bi2Se3的电子结构演化.研究结果表明:施加应变会使Bi2Se3的体能带发生偏移,偏移的幅度与应变大小相关,在压力应变逐渐加大的过程中Γ点附近的能带上移,并能够观察到M形的反转能带,而在拉应变增大的过程中Γ点附近的能带下移,且没有明显的能带反转现象,这些变化导致了Bi2Se3经历从半导体到导体的转变.

关键词：拓扑绝缘体、Bi2Se3、能带结构、外力应变

所属期刊栏目：33

分类号：O469(真空电子学（电子物理学）)

资助基金：国家自然科学基金资助项目11404058、61574037;福建省自然科学基金资助项目2017J06001、2015J05005;福建师范大学大学生创新创业训练计划资助项目cxxl-2016088

在线出版日期：2017-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：21-26