PbTe -、SnTe -和GeTe-based块状热电体中的杂质聚集和杂质诱导带

Spin Hall effect in prototype Rashba ferroelectrics GeTe and SnTe

Ferroelectric Rashba semiconductors (FERSC) have recently emerged as a promising class of spintronics materials. The peculiar coupling between spin and polar degrees of freedom responsible for several exceptional properties, including ferroelectric switching of Rashba spin texture, suggests that the electron's spin could be controlled by using only electric fields. In this regard, recent experimental studies revealing charge-to-spin interconversion phenomena in two prototypical FERSC, GeTe and SnTe, appear extremely relevant. Here, by employing density functional theory calculations, we invest…

PbTe/SnTe超晶格中的弱拓扑绝缘体

Weak Topological Insulators in PbTe/SnTe Superlattices

人们希望通过工程化电子能带结构来实现人工结构中的拓扑相。本文研究了[001]方向的$(PbTe)_m(SnTe)_{2n-m}$超晶格，发现了一个稳定的弱拓扑绝缘体相.我们通过基于第一性原理计算的Z2拓扑不变量和拓扑表面态的计算来确认这个拓扑非平凡相。我们表明，由于超晶格结构的布里渊区的折叠起着至关重要的作用，在诱导拓扑非平凡相在这个系统中。这一机制可以推广到其他多动量能带反转的体系，为人工结构中拓扑材料的设计提供了一条全新的途径。

PbTe/SnTe异质结——研究自旋三重态超导性的候选平台

PbTe/SnTe heterostructures -- candidate platform for studying spin-triplet superconductivity

本研究针对PbTe/SnTe半导体异质结的自旋三重态超导潜力开展实验，通过软点接触谱与上临界场分析给出配对证据，验证了应变诱导拓扑超导的相关理论预测。

Mie Scattering of Phonons by Point Defects in IV-VI Semiconductors PbTe and GeTe

Point defects in solids such as vacancy and dopants often cause large thermal resistance. Because the lattice site occupied by a point defect has a much smaller size than phonon wavelengths, the scattering of thermal acoustic phonons by point defects in solids has been widely assumed to be the Rayleigh scattering type. In contrast to this conventional perception, using an ab initio Green's function approach, we show that the scattering by point defects in PbTe and GeTe exhibits Mie scattering characterized by a weaker frequency dependence of the scattering rates and highly asymmetric scatterin…

能带会聚对岩盐结构硫族化合物zT增强的限制

Limit of zT enhancement in rock-salt structured chalcogenides by band convergence?

岩盐结构的硫族化合物，如PbTe、PbSe和SnTe，是中温热电应用的最佳候选者，并且它们的p型热电效率可以通过对齐价带来提高。在这里，我们提供了全面的数值研究能带收敛对电子性质的影响。我们发现，额外的价带确实可以显着提高功率因数。然而，额外的价带也可以增加电子热导率，这部分地抵消了整体品质因数的增强的功率因数。最后，我们预测，PbTe，PbSe和SnTe的最大优值可以达到2.2，1.8和1.6，re-birth，而不依赖于晶格热导率的降低。

非抛物带效应在半导体热电性质中的重要性

Importance of non-parabolic band effects in the thermoelectric properties of semiconductors

我们提出了一个分析的热电性能的$n$型GeTe和SnTe的铅硫族化合物PbTe和PbSe。我们发现半导体GeTe和SnTe的单简并导带是高度非椭球的，甚至非常接近带边。这导致了具有强烈波纹形状的等能表面，这在载流子浓度远低于0.005 $e$/分子式单位（7 - 9 $\times$ 10 $^{19}$ cm $^{-3}$，取决于材料）时是明显的。我们的计算还表明，这两种材料的功率因数的值可能远远超过PbTe和PbSe。结果，这些材料可展现出超过铅硫属化物的$n$型性能。

SnTe中Zn杂质的双重特性：调控热电与拓扑性质

On the dual character of Zn impurity in SnTe: Tuning thermoelectric and topological properties

该研究通过第一性原理计算揭示Zn掺杂SnTe中Zn的双重作用：在导带形成类共振态增强n型热电性能，在价带诱导带收敛提升p型性能，并驱动拓扑相变，实现热电与拓扑性质的协同调控。

拓扑晶体绝缘体能带反转的格位贡献

Site-Specific Contributions to the Band Inversion in a Topological Crystalline Insulator

在拓扑晶体绝缘体（TCI）中，体价带和导带的反转是观察表面金属态的必要条件。Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te的固溶体已被证明是TCI，其中带反转作为与Sn合金化时带隙演变的结果而发生。这种带反转的起源仍然不清楚。本文通过核磁共振（NMR）和输运测量研究了$p$型Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te系列（其中$x$ = 0、0.35、0.60和1.00）中Sn插入PbTe基质的作用。$^{207}$ Pb、$^{119}$ Sn和$^{125}$ Te的线形、自旋-晶格弛豫速率和奈特位移提供了电子能带结构的位点特异性表征。这种探测的电子能带结构表明，带反转是不受晶格畸变，但有关的空间电子不均匀性所形成的Sn纳入到PbTe矩阵。强相对论效应被认为是负责的带反转，无论载流子类型和浓度，提出了一种新的解释与组合物的带隙演变。的NMR参数的温度依赖性揭示了一个负的温度系数的SnTe和PbTe的正系数的直接带隙。

单层IV-VI半导体中晶场效应诱导的拓扑结晶绝缘体

Crystal Field Effect Induced Topological Crystalline Insulators In Monolayer IV-VI Semiconductors

最近预测了二维（2D）拓扑晶体绝缘体（TCI）的薄膜的SnTe类的IV-VI族半导体，它可以主机金属边缘状态的镜像对称保护。随着厚度的减小，量子限制效应将增加并超过临界厚度以下的反向间隙，将TCIs变成正常的绝缘体。令人惊讶的是，基于第一性原理计算，我们证明了（001）单层IV-VI族岩盐半导体XY（X=Ge，Sn，Pb，Y= S，Se，Te）是二维TCI，在单层PbTe中基本带隙高达260 meV，为实现带隙可调的二维Dirac费米子系统提供了材料平台。这种意外的非平凡拓扑相源于单层中的强{ \it晶场效应}，其提升了$p_{x,y}$和$p_z$轨道之间的简并性，并导致阳离子$p_z$和阴离子$p_{x,y}$轨道之间的能带反转。这种晶场效应诱导的拓扑相为寻找和设计其他原子级薄的二维拓扑材料提供了一种新的策略。

hydrostatic pressure和单轴应变对Pb $_{\text{1-x}}$ Sn $_{\text{x}}$ Te电子结构的影响

The effect of hydrostatic pressure and uniaxial strain on the electronic structure of Pb$_{\text{1-x}}$Sn$_{\text{x}}$Te

在密度泛函理论的框架下，采用相对论Korringa-Kohn-Rostoker格林函数方法研究了Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Te的电子结构.对于所有浓度的$x$，Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Te是具有窄带隙的直接半导体。与纯碲化铅相反，碲化锡显示出接近费米能的倒带特性。它将被证明，这种特殊的性能可以被调谐，第一，通过合金化PbTe和SnTe，第二，通过施加静水压力或单轴应变。此外，在规则带隙和反转带隙之间切换所需的应变的大小可以通过合金组成来调节。因此，存在Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Te用于自旋电子学应用的潜在用途范围。

Cr共振杂质用于IV-VI半导体中能带倒置和能带偏移研究

Cr resonant impurity for studies of band inversion and band offsets in IV-VI semiconductors

本研究通过Cr掺杂物的磁性和输运测量，揭示了IV-VI半导体中能带倒置和偏移的机制，并发现Cr离子存在三种电荷状态。

IV-VI族单分子膜材料中的直接带隙：膦的二元对应物

Direct Band Gaps in Group IV-VI Monolayer Materials: Binary Counterparts of Phosphorene

本文采用基于密度泛函理论的电子结构计算方法，对磷烯的对应物Ⅳ-Ⅵ族二元单分子膜（XY）的几何、能量和电子性质进行了系统的研究。为此，我们选择了由相同数量的第IV族元素（X = C，Si，Ge，Sn）和第VI族元素（Y = O，S，Se，Te）组成的二元系统XY，它们具有三种几何构型，即褶皱结构、屈曲结构和平面结构。结合能的计算结果表明，所研究的所有二元体系都是能量稳定的。结果表明，与磷烯类似的褶皱结构是能量最稳定的几何构型。我们的电子能带结构的结果预测，起皱的SiO和CSe是直接带半导体的间隙为1.449和0.905 eV，分别。CSe的能带结构与磷烯非常相似。其余的IV-VI族二元单分子膜在起皱的配置和所有的屈曲单分子膜也是半导体，但间接带隙。重要的是，我们发现，间接和直接带隙之间的差异是非常小的许多起皱的单分子膜。因此，有可能通过适当的外部影响使这些系统经历从间接带隙半导体状态到直接带隙半导体状态的转变。实际上，我们在本工作中表明，七个二元单层，即SnS，SiSe，GeSe，SnSe，SiTe，GeTe和SnTe，当它们受到小的机械应变（<= 3%）时，成为直接带隙半导体。这使得本工作中研究的16个二元单层中有9个是直接带隙半导体。因此，有可能在未来的发光二极管和太阳能电池中利用磷烯的这些二元对应物。