利用密度泛函电子结构方法，研究了本征和非本征扰动对强拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$表面态Dirac锥的影响.我们认为原子弛豫，薄膜厚度作为内在和界面薄介电膜作为一个外在的源扰动的表面状态。我们发现原子弛豫对狄拉克锥的简并度没有影响，而薄膜厚度对表面态有相当大的影响，诱导一个间隙，随着薄膜厚度的减小而单调增加。我们认为两个绝缘基板BN和石英作为介电薄膜，并表明，表面终端石英钝化或不钝化起着至关重要的作用，在维护狄拉克锥简并，而BN是更惰性的TI表面状态。用一种简单的算法计算出相对于体原子的相对轨道贡献，并在此基础上证明了自旋-轨道耦合打开时体原子能带的反转.表面态的层投影电荷密度分布表明，这些态并不严格局限于表面.这些态的空间限制扩展到两到三个五重层，一个五重层由Bi和Se的五个原子层组成
英文摘要：
Using a density functional based electronic structure method, we study the effect of perturbations on the surface state Dirac cone of a strong topological insulator Bi$_2$Se$_3$ from both the intrinsic and extrinsic sources. We consider atomic relaxations, and film thickness as intrinsic and interfacial thin dielectric films as an extrinsic source of perturbation to the surface states. We find that atomic relaxations has no effect on the degeneracy of the Dirac cone whereas film thickness has considerable effect on the surface states inducing a gap which increases monotonically with decrease in film thickness. We consider two insulating substrates BN and quartz as dielectric films and show that surface terminations of quartz with or without passivation plays critical role in preserving Dirac cone degeneracy whereas BN is more inert to the TI surface states. The relative orbital contribution with respect to bulk is mapped out using a simple algorithm, and with the help of it we demonstrate the bulk band inversion when spin-orbit coupling is switched on. The layer projected charge density distributions of the surface states shows that these states are not strictly confined to the surface. The spatial confinement of these states extends up to two to three quintuple layers, a quintuple layer consists of five atomic layers of Bi and Se
Reversible intrinsic-extrinsic crossover of the anomalous Hall effect in PrAlSi via Al/Si ratio tuning
Jiangxi University of Science and Technology（江西理工大学）；National Rare Earth Functional Materials Innovation Center, Jiangxi University of Science and Technology（江西稀土功能材料创新中心）
Inducing Lifshitz transition by extrinsic doping of surface bands in topological crystalline insulator Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se
研究了窄隙半导体Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se在其岩盐结构相中的拓扑保护表面态，x=0.45、0.23、0.15和0。角分辨光电子能谱学的本质上p掺杂的样品显示出两个狄拉克锥，偏心的时间反转不变点X的表面布里渊区的所有，但x=0的样品的明确指示。碱金属的吸附逐渐使表面带充满电子，驱动x>0拓扑晶体绝缘体系统通过Lifshitz转变，并从空穴到电子的费米表面。x>0样品中的电子掺杂带显示出狄拉克锥的完整构型，也证实了表面带的电子-空穴对称性。
Transition from Intrinsic to Extrinsic Anomalous Hall Effect in the Ferromagnetic Weyl Semimetal PrAlGe$_{1-x}$Si$_x$
铁磁外尔半金属（FM WSM）中大的反常霍尔效应（AHE）引起了人们对这一神秘现象的兴趣。然而，由于缺乏可调材料，在FM WSM中，由Berry曲率引起的内在机制和由于散射引起的外在机制之间的相互作用仍然不清楚。在这方面的贡献，我们提出了一个彻底的调查的外在和内在的AHE在一个新的家庭FM WSM，PrAlGe $_{1-x}$ Si $_x$，其中$x$可以连续调谐。从DFT计算，我们表明，两个端员，PrAlGe和PrAlSi，有不同的费米面，但类似的Weyl节点结构。实验上，我们观察到适度的异常霍尔系数（$R_S$）的变化，但在普通霍尔系数（$R_0$）的显着变化，在PrAlGe $_{1-x}$ Si $_x$作为$x$的函数，确认费米面的变化。通过比较$R_0$和$R_S$的大小，我们确定了两种方案;当$x\le0.5$时为$|R_0|<|R_S|$，当$x>0.5$时为$|R_0|>|R_S|$。通过详细的标度分析，我们发现了$x\le0.5$的反常霍尔电导（AHC）。当$x>0.5$。因此，我们指出了FM WSMs的外在机制的意义，并报告了第一次观察到的过渡从本征到外在的AHE在PrAlGe $_{1-x}$ Si $_x$。
Intrinsic and Extrinsic Performance Limits of Graphene Devices on SiO2
石墨烯中的线性色散关系[1，2]产生了令人惊讶的预测：由于各向同性散射体（例如白噪声无序[3]或声子[4-8]）引起的电阻率与载流子密度n无关。在这里，我们表明声学声子散射[4-6]确实与n无关，并且在室温（RT）下石墨烯的电阻率仅为30欧姆。在技术相关的载流子密度为10^12 cm^-2时，电声声子散射的平均自由程大于2微米，本征迁移率极限为2x10^5 cm ^2/Vs，超过了已知最高的无机半导体（InSb，~7.7x10^4 cm ^2/Vs[9]）和半导体碳纳米管（~1x10^5 cm ^2/Vs[10]）。我们还表明，SiO2衬底[11，12]的表面声子的非本征散射增加了高于~200 K的强温度依赖性电阻率[8]，将RT迁移率限制为~4x10^4 cm^2/Vs，指出了石墨烯器件衬底选择的重要性[13]。
Detangling Extrinsic and Intrinsic Hysteresis for Detecting Dynamic Switch of Electric Dipoles using Graphene Field-Effect Transistors on Ferroelectric Gates
在Pb0.92La0.08Zr0.52Ti0.48 O3栅极GFET/PLZT上的石墨烯场效应晶体管上观察到源极-漏极电流对背栅电压ID-VBG特性从非本征极性分子主导滞后到由铁电薄膜固有的缺氧表面层诱导的反滞后的转变。在真空退火过程中开发的栅极，以系统地去除吸附在GFET沟道表面上的极性分子。这允许GFET/PLZT栅极器件上的非本征和本征磁滞的解缠，以及使用GFET的电偶极子的动态开关的检测，利用它们在铁电栅极上的高选通效率。电荷捕获和钉扎机制的模型，提出了成功地解释过渡。分别响应于正极性、负极性以及交替极性的脉冲VBG串，源极-漏极电流ID变化是瞬时的，其中响应幅度遵循由DC VBG测量的ID-VBG回路，考虑到当栅极电场超过PLZT的矫顽场时给定VBG脉冲之后的剩余极化。在室温下的检测灵敏度约为212偶极/μ m ~ 2，表明GFET/铁电栅器件为电偶极动态开关的非制冷检测提供了一种有前途的高灵敏度方案。
Orbit- and Atom-Resolved Spin Textures of Intrinsic, Extrinsic and Hybridized Dirac Cone States
结合第一性原理计算和自旋及角分辨光电子能谱测量，我们确定了二维拓扑绝缘体Bi（111）双层和三维拓扑绝缘体Bi 2 Se 3或Bi 2 Te 3界面系统中三种不同Dirac锥态的螺旋自旋织构.发现Bi_2Se_3或Bi_2Te_3表面态的本征狄拉克锥、Rashba效应诱导的Bi双层态的外征狄拉克锥以及前两态之间的杂化狄拉克锥的自旋织构是相同的。进一步的轨道和原子分辨分析表明，s和pz轨道有一个顺时针（逆时针）自旋旋转与上（下）狄拉克锥的等能轮廓相切，而px和py轨道有一个额外的径向自旋分量。狄拉克锥态可能位于不同的原子层上，但具有相同的自旋纹理。我们的研究结果表明，狄拉克锥态的独特自旋织构是自旋轨道耦合的一个标志性性质，与拓扑结构无关。
