Large linear magnetoresistance and evidence of degeneracy lifting of valence bands in rhombohedral phase of topological crystalline insulator SnTe
我们报告了一个全面的磁输运研究单晶p型拓扑晶体绝缘体（TCI）的SnTe，跨越的菱形（R3 m）的转变，发生作为温度的函数。良好表征的SnTe晶体的电阻率显示了在T $_s$ $\sim$ 64，K下的正六面体到菱形结构转变和在77，K下的$\sim$ 1.8 $\times$ 10 $^{20}$的载流子密度的证据。在垂直于（100）面的磁场作用下，SnTe表现出很大的非饱和线性磁电阻（LMR），在5 K和8 T下达到42%. LMR被发现有一个直接依赖于流动性和详细的分析表明，它遵循经典的Parish-Littlewood模型的宏观不均匀性所产生的碲间隙原子的电导率波动。我们还观察到SdH振荡在菱面体（R3 m）相的Berry相的$π$和显着较低的载流子密度$\sim$ 5.32 $\times$ 10 $^{11}$ cm $^{-2}$在2 K，这提供了直接的证据，保护拓扑表面状态（R3 m）相。霍尔电导率在结构转变过程中表现出从单带到双带的转变，从而为立方对称性破缺点以下体价带的简并提升提供了实验证据，这与最近的能带结构计算结果是一致的。整体结果表明，磁输运研究可以清楚地探测SnTe的表面和体积敏感特性，也可以跟踪在费米能级的简并带的带分裂跨越的π-菱面体（R3 m）转变。
2021-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Thin film growth of a topological crystal insulator SnTe on the CdTe (111) surface by molecular beam epitaxy
我们报道了在CdTe模板上的SnTe（111）层的分子束外延生长，该模板是通过在GaAs（111）A衬底上沉积SnTe（111）层而不是传统上用作衬底的BaF $_2$来制造的。通过优化SnTe和CdTe层的生长温度，我们可以获得仅在（111）取向上生长的单相的SnTe层，并且与在BaF $_2$上生长的层相比，从平坦区域的延伸和平坦度的角度来看，其表面形貌得到了很大的改善。在这种最佳的生长条件下，我们也实现了10 $^{17}$ cm $^{-3}$的顺序在4 K，有史以来最低的值SnTe薄膜没有额外的掺杂的空穴密度。在这种优化的SnTe层的磁阻测量中，我们观察到特征负磁导率，这是由于在拓扑表面状态的二维输运的弱反局域化效应。
2016-05-07 cond-mat.mtrl-sci
Magnon-mediated perpendicular magnetization switching by topological crystalline insulator SnTe with high spin Hall conductivity
本研究在室温下利用拓扑晶体绝缘体SnTe的高自旋霍尔电导率产生磁振子流，穿过NiO层对CoFeB施加磁振子力矩，实现垂直磁化低功耗翻转，功耗较Bi2Te3对照样品降低22倍。
2025-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial-state coupling induced topological phase transitions in SnTe (110) thin film
拓扑绝缘相的一个定义性特征是受保护的界面狄拉克态。SnTe是一种典型的拓扑晶体绝缘体，其（110）薄膜具有两个界面态谷，且谷与界面态无关。利用界面态的衬谷耦合，我们设计了（110）SnTe薄膜系统的各种二维拓扑相。我们的第一性原理计算表明，两个谷的表面态耦合强度独立地随薄膜的厚度而变化，导致两个二维拓扑晶体绝缘体和量子自旋霍尔绝缘体。最有趣的是，通过构建SnTe薄膜的纳米线阵列，纳米带的边态耦合可以进一步诱导上述拓扑相之间的拓扑相变，具有高度的可调谐性，这提供了多模量子输运，在电子和自旋电子器件中具有潜在的应用。
2016-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Highly active hydrogen evolution facilitated by topological surface states on a Pd/SnTe metal/topological crystalline insulator heterostructure
近年来，拓扑量子材料作为一种很有前途的析氢反应电催化剂出现。然而，它们的大部分性能在很大程度上落后于基准铂（Pt）等贵金属。本文采用分子束外延技术和电子束蒸发技术制备了Pd（20 nm）/SnTe（70 nm）异质结构，其电催化活性远高于纯Pd（20 nm）薄膜，甚至高于商业Pt箔。这种异质结构采用的提取周转频率值比Pd（20 nm）薄膜在0.2 V的电位下的提取周转频率值高两倍以上，表明每个Pd位点的本征活性高得多。密度泛函理论计算表明，传统的d带理论，适用于许多过渡金属异质结构，不能解释的电催化性能的增强。相反，我们发现SnTe（001）底层的拓扑表面态（TSS）起着关键作用;电子从Pd表面和吸附的H原子转移到SnTe（001）的TSS，导致较弱的Pd-H结合强度和更有利的氢吸附自由能。我们的工作首次表明，金属/拓扑量子材料异质结构可能是一种突出的催化剂，可以享受HER活性优于商业Pt箔，并提供了一个有前途的方向，以优化基于拓扑量子材料的电催化剂的性能。
2022-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional quantum transport of multivalley (111) surface state in topological crystalline insulator SnTe thin films
研究了（111）取向SnTe单晶薄膜的磁输运特性。采用分子束外延技术在BaF2衬底上外延生长了SnTe（111）薄膜。通过优化薄膜的生长条件和厚度，可以降低体载流子密度，使表面输运检测成为可能。在磁导测量中，观察到了零磁场附近的尖点特征，这是由于拓扑表面态输运的弱反定域效应造成的。对这种负MC的详细分析揭示了有助于表面输运的输运通道的数量减少，表明SnTe（111）表面上的狄拉克谷之间存在强耦合，这是TCI的多通道结构中输运的特征。
2015-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering relativistic effects in ferroelectric SnTe
自旋-轨道耦合越来越被视为新现象的丰富来源，如最近围绕拓扑绝缘体和Rashba效应的兴奋所示。我们在这里表明，除了铁电自由度的半导体具有拓扑非平凡的属性，如SnTe，合并了有趣的自旋轨道驱动的物理领域与非易失性功能的自旋电子学呼吁。通过使用各种建模技术，我们表明，一个惊人的丰富的相序列，可以诱导在SnTe，当从室温立方相到低温铁电结构，从拓扑晶体绝缘体的时间反演不变的$Z_2$拓扑绝缘体的“铁电Rashba半导体”，表现出巨大的电可控Rashba效应的散装能带结构。
2014-10-31 cond-mat.mtrl-sci
Single Crystalline Colloidal Quasi-Two-Dimensional Tin Telluride
本研究开发了热注入法胶体合成准二维单晶SnTe纳米带的方法，通过添加特定试剂调控其尺寸，证实其具有红外吸收特征与量子限域效应，为红外光学等领域应用提供了新材料。
2020-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Topological Properties of SnSe/EuS and SnTe/CaTe Interfaces
采用密度泛函理论计算了拓扑晶体绝缘体SnSe和SnTe分别与磁性绝缘体EuS和非磁性绝缘体CaTe的外延（111）界面的电子结构.我们考虑了真空区的界面平板模型和无真空的周期性异质结构。我们发现，21 meV的间隙在$Γ$点和9 meV的M点出现在拓扑状态的SnSe/EuS界面，由于磁邻近效应，这打破了时间反演对称性。由于界面处的能带弯曲，在$Γ$处的表面态在费米能级以下移动88 meV，并且在M处的表面态在费米能级以上移动47 meV。通过比较，在SnTe/CaTe的界面处的拓扑状态不受非磁性CaTe的存在的扰动。
2020-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Broken mirror symmetry tuned topological transport in PbTe/SnTe heterostructures
拓扑表面态的可调谐性和狄拉克能隙的可控打开对于拓扑材料的应用具有重要意义。在拓扑晶体绝缘体（TCI）中，晶体的对称性和能带的拓扑性相互交织，形成拓扑表面态，从而通过晶格的对称性破缺结构变化来调制狄拉克能隙。通过对由p型拓扑晶体绝缘体SnTe和n型常规半导体PbTe组成的异质结的输运测量，我们发现在PbTe/SnTe界面处由狄拉克费米子引起的巨线性磁电阻（在2K、14 T下高达2150%）。相反，在100 K以下，PbTe/SnTe样品表现出SnTe晶格的立方到菱面体结构的相变和弱的反局域化效应。这种独特的磁电阻行为归因于镜面对称性的破缺和拓扑表面态的能隙。我们的工作为未来基于TCI异质结构的磁电子学和自旋电子学提供了一个有前途的应用。
2018-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators in the SnTe Material Class
拓扑晶体绝缘体是一种新的物质状态，其中电子结构的拓扑性质源于晶体对称性。在这里，我们预测的第一个材料实现的拓扑晶体绝缘体在半导体SnTe，通过确定其非零拓扑指数。我们预测，作为这种非平凡拓扑结构的表现，SnTe具有金属表面态，在高对称性晶体表面（如{001}，{110}和{111}）上具有偶数个狄拉克锥。这些表面态形成了一种新型的高迁移率手性电子气，它对无序具有鲁棒性，并且通过晶体相对于{110}镜面的反射对称性进行拓扑保护。通过弹性应变工程或施加面内磁场来打破这种镜像对称性可以在表面上打开连续可调的带隙，这可能导致在热电、红外检测和可调电子学中的广泛应用。密切相关的半导体PbTe和PbSe也成为拓扑晶体绝缘体后，带反转的压力，应变和合金化。
2012-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalies in the temperature evolution of the Dirac states in a topological crystalline insulator SnTe
拓扑保护表面态的发现，被认为是免疫弱无序和热效应，开辟了一条新的途径，揭示异国情调的基础科学和先进技术。虽然时间反演对称性在大多数这样的材料中起着关键作用，但是体晶体对称性（例如镜像对称性）保留了拓扑晶体绝缘体（TCI）的拓扑性质。很明显，任何结构变化都可能改变TCI的拓扑性质。为了研究这一相对未知的景观，我们研究了狄拉克费米子状态的温度演化的一个典型的镜像对称保护的TCI，SnTe采用高分辨率角分辨光电子能谱和密度泛函理论的研究。实验结果揭示了一个令人困惑的情况;在22 K观察到的体带移动到更接近费米能级在60 K，并再次移回更高的结合能在120 K。表面狄拉克带在22 K时的斜率在60 K时变小，在120 K时又变回较大值。我们的结果从第一性原理计算表明，这些异常可以归因于复杂的结构变化的温度引起的杂化物理的演变。此外，我们发现在费米能级在高温下的狄拉克态的强度急剧下降可能是由于复杂的演化的非谐性，应变等这些结果解决了鲁棒性的拓扑保护的表面状态由于热效应，并强调共价性和非谐性的重要性，在拓扑性质的新兴量子材料。
2021-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Superconducting properties of the In substituted Topological Crystalline Insulator, SnTe
我们报告详细调查的超导体的性质，通过取代在锡网站的拓扑晶体绝缘体（TCI），SnTe。对Sn_（0.6）In_（0.4）Te晶体的输运、磁化强度和热容进行了测量。结果表明，该晶体是一种块状超导体，其Tc（起始温度）为~4.70（5）K，Tc（零温度）为~3.50（5）K。上、下临界场分别为μ 0 Hc 2（0）= 1.42（3）T和μ 0 Hc 1（0）= 0.90（3）mT，而κ = 56.4（8）表明该材料是强Ⅱ型超导体。
2013-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Surface Transport in Epitaxial SnTe Thin Films Grown on Bi2Te3
采用分子束外延技术在Bi_2Te_3缓冲层上外延生长了拓扑晶体绝缘体SnTe。在30 nm厚的SnTe薄膜中，发现p型和n型载流子共存，Shubnikov-de Haas振荡数据表明，n型载流子是驻留在SnTe（111）表面上的狄拉克费米子。由于自由SnTe表面上的向下能带弯曲，这种在p型拓扑晶体绝缘体中的拓扑表面状态的传输观察成为可能，这似乎是内在的起源。
2014-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-trivial spin-texture of the coaxial Dirac cones on the surface of topological crystalline insulator SnTe
本文采用第一性原理计算研究了拓扑晶体绝缘体SnTe的非平凡表面态及其自旋织构。[001]表面上的表面态色散呈现出四个Dirac-cone，中心位于镜面和表平面的相交处。我们提出了一个简单的模型，两个相互作用的同轴狄拉克锥来描述的表面态色散和相关的自旋纹理。虽然由于晶体和时间反转对称性，面外自旋极化为零，但由于两个同轴狄拉克锥的相互作用，面内自旋织构显示出螺旋性和一些扭曲，表明非平凡的镜像陈氏数为-2，不同于$Z_{2}$拓扑绝缘体（如Bi/Sb合金或Bi $_2$ Se $_3$）中的值-1。表面态色散和它的自旋织构将提供一种实验上可获得的方法来确定非平凡的镜像陈氏数。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-Induced Superconductivity in a Topological Crystalline Insulator
超导拓扑晶体绝缘体（TCI）预计主机新的拓扑相保护的晶体对称性，但现有的材料是不够适合的表面研究。为了诱导超导电性在一个原型的TCI SnTe的表面，我们使用分子束外延生长的异质结构的SnTe和高Tc超导体Fe（Te，Se），利用“缓冲”层之间的大晶格失配SnTe和Fe（Te，Se）。利用低温扫描隧道显微镜和光谱学，我们测量了SnTe表面的一个显著的光谱带隙，并通过它对温度和磁场的依赖性证明了它的超导起源。我们的工作提供了一个新的平台，在原子尺度上的新兴的拓扑现象超导TCIs的调查。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Synthesis and characterisation of nanomaterials of the topological crystalline insulator SnTe
拓扑晶体绝缘体（Topological Crystalline Insulators，TCI）是一类新型的材料，它具有奇异的表面态性质，并受到镜像对称性的保护。如果材料的表面积与体积比增加，这些表面特征可以增强，或者可以抑制由材料的体积产生的信号。我们报告的实验程序，以获得高品质的TCI，SnTe，从其中的纳米线和微晶可以生产的气-液-固（VLS）技术的晶锭。详细的表征测量的散装晶体以及纳米线和微晶生产。发现所产生的纳米材料在化学计量上与所使用的源材料相似。电子背散射衍射（EBSD）表明，大部分的纳米晶体生长在邻{001}方向的生长法线。已优化的生长条件，以产生不同的纳米结构的SnTe。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
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。
2013-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulator Nanostructures
拓扑晶体绝缘体是表面态受晶体对称性而非时间反演对称性保护的拓扑绝缘体。与第一代三维拓扑绝缘体如Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3类似，拓扑晶体绝缘体也具有具有奇异电子性质的表面态，如自旋-动量锁定和狄拉克色散。迄今为止实验验证的拓扑晶体绝缘体是SnTe、Pb 1-xSnxSe和Pb 1-xSnxTe。由于拓扑保护来自晶体对称性，因此磁性杂质或面内磁场不会在拓扑晶体绝缘体中的表面态中打开能隙。此外，因为它们是立方结构而不是层状结构，所以分支结构或与其他材料的强耦合以获得大的邻近效应是可能的，这对于层状Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3是困难的。因此，可以追求在三维拓扑绝缘体中无法实现的附加基本现象。在这篇综述中，拓扑晶体绝缘体SnTe纳米结构将被讨论。为了比较，将覆盖基于SnTe薄膜的实验结果。拓扑晶体绝缘体的表面态性质将简要讨论。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of narrow SnTe nanowires using alloy nanoparticles
拓扑晶体绝缘体碲化锡（SnTe）提供了一个丰富的游乐场来研究相关的电子状态，如铁电性，拓扑表面状态和超导性的相互作用。将SnTe制成纳米线进一步诱导由于一维（1D）限制效应的新的电子态。因此，对于输运测量，SnTe纳米线的直径必须变窄，以确保拓扑表面电子的1D限制和相位相干性。本文报道了一种利用合金纳米颗粒作为生长催化剂，以高产率制备窄SnTe纳米线的简便方法。使用该合金纳米颗粒生长的SnTe纳米线的平均直径为85 nm，与使用金纳米颗粒作为生长催化剂的先前的240 nm的平均直径相比几乎减小了三倍。输运测量揭示了纳米线直径对剩余电阻比和磁阻的影响。特别地，观察到SnTe的铁电转变温度随纳米线直径系统地变化。在原位低温冷却的窄SnTe纳米线的透射电子显微镜直接揭示了立方到菱形结构的转变，这是与铁电转变。因此，这些狭窄的SnTe纳米线代表了一个模型系统，以研究电子状态所产生的一维限制，如一维拓扑超导性以及潜在的多带超导性。
2020-10-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect in IV-VI Topological Crystalline Insulators
我们设想在$(111)$取向的SnSe和SnTe拓扑晶体绝缘体薄膜中观察到量子自旋霍尔效应。使用紧束缚的方法支持的能带结构的第一性原理计算，我们表明，在这些薄膜中的二维带谱的能隙依赖于在一个振荡的方式上的层厚度。这些结果以及计算的拓扑不变指数和边缘态自旋极化表明，对于20-40单层厚的薄膜，出现二维拓扑绝缘体相。在此厚度范围内，在这两个，SnSe和SnTe，（111）取向的薄膜的边缘状态与狄拉克锥与相反的自旋极化在其两个分支。而在SnTe层中，一个单一的狄拉克锥出现在二维布里渊区的G点的投影，在SnSe（111）取向的层中，三个狄拉克锥在M点的投影被预测。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Towards temperature-induced topological phase transition in SnTe: A first principles study
用第一性原理方法计算了拓扑晶体绝缘体SnTe的体能带结构的温度重整化。我们明确地包括热膨胀引起的电子态的修改和电子-声子相互作用的带反转的效果。我们发现，直接间隙随温度的降低，热膨胀和电子-声子相互作用驱动SnTe的相变到一个拓扑平凡的阶段，随着温度的升高。当材料接近相变时，由于电子-声子相互作用引起的带隙重正化与温度呈非线性关系，而带边附近导带态的寿命与温度呈非单调关系.这些效应对SnTe和其他拓扑绝缘体中的体电子和热电输运具有重要意义。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Persistence of structural distortion and bulk band Rashba splitting in SnTe above its ferroelectric critical temperature
本文通过ARPES研究α-SnTe体态Rashba分裂随温度变化，发现其持续至室温，表明铁电转变存在有序-无序贡献，并否定其(111)表面存在拓扑表面态。
2023-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of SnTe Nanoplates with {100} and {111} Surfaces
SnTe是一种拓扑晶体绝缘体，其具有受晶体对称性保护的自旋极化、Dirac色散表面态。在SnTe的{100}、{110}和{111}表面上存在多个表面态，表面态的能带结构取决于特定表面的镜像对称性。因此，为了选择性地访问表面状态，关键是控制SnTe的形态，使得仅存在期望的结晶表面。在这里，我们使用气-液-固和气-固生长机制生长SnTe纳米结构。以前，SnTe纳米线和纳米晶体已经生长。1 -4在本报告中，我们展示了横向尺寸跨越数十微米和厚度为一百纳米的SnTe纳米片的合成。顶面和底面是（100）或（111），最大化这些曲面上的拓扑曲面状态。这些SnTe纳米片上的磁输运显示出高的体载流子密度，与由于诸如Sn空位的缺陷而产生的体SnTe晶体一致。此外，我们观察到在这些纳米片的结构相变从高温岩盐到低温菱面体结构。对于具有非常高的载流子密度的纳米片，我们观察到在低温下电阻略有上升，表明电子-电子相互作用。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence for topological surface states wrapping around bulk SnTe crystal
我们证明了金属拓扑表面态包裹在三维拓扑晶体绝缘体SnTe的所有侧面。这是通过研究振荡量子磁输运和磁化在倾斜的磁场，使我们能够观察到从相邻的样品侧的同时贡献。考虑到SnTe库对费米能级的钉扎作用，我们成功地从理论上描述了磁化强度的deHaas-vanAlphen振荡。所确定的表面态的π-Berry相位证实了它们的狄拉克费米子性质。我们独立地观察到振荡的贡献，磁输运和磁化起源于散装SnTe水库的高孔密度。结果表明，体朗道态和表面朗道态是平行存在的。我们的主要结果是：拓扑表面态四面包围着体库，这一结果具有普适性。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal topological phase transition in SnTe from \emph{ab-initio} calculations
拓扑绝缘体物理学中的一个关键问题是拓扑非平凡性质是否在有限温度下存在，如果存在，它们是否只在拓扑能隙闭合的温度下消失。在这里，我们研究这个问题，使用量子保真度作为一种措施，通过\emph{ab-initio}方法辅以有效的耗散理论建立在顶部的\emph{ab-initio}电子和声子能带结构。在SnTe的情况下，典型的晶体拓扑绝缘体，我们揭示了存在的特征温度，远低于间隙闭合的，这标志着拓扑状态的相干性的损失。这种跃迁并不存在于纯电子系统中，但一旦我们调用耗散玻色子浴耦合，它就会出现。保真度磁化率随温度变化的特征与能带曲率的变化有关，但只有通过与软声子的非绝热耦合，保真度才出现拓扑相变的特征。我们的论证对谷型拓扑绝缘体是有效的，但原则上可以推广到更广泛的拓扑绝缘体，它包含任何破缺玻色子。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Realizing tunable Fermi level in SnTe by defect control
本研究针对拓扑晶体绝缘体碲化锡的费米能级调控需求，提出在化学气相沉积合成中通过控制锡浓度（富锡条件）调控缺陷的方法，经光谱实验验证可实现费米能级上调，为低成本规模化制备定制电子特性材料提供了新途径。
2025-01-24 cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological electronic structure of twin boundaries and twinning superlattices in the SnTe material class
本研究针对SnTe类材料的孪晶界与孪晶超晶格，通过超胞方法结合紧束缚近似计算拓扑性质，发现不同类型孪晶面的拓扑相存在差异，且均形成二维镜面保护的拓扑晶体绝缘体。
2023-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Direct probe of ferromagnetic proximity effect at the interface in Fe/SnTe heterostructure by polarized neutron reflectometry
本研究通过偏振中子反射法直接探测Fe/SnTe异质结构界面，证实铁磁邻近效应在SnTe表面诱导约3纳米深的铁磁有序并保持至室温，为拓扑器件应用提供新途径。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-ph
Revealing surface states in In-doped SnTe superconducting nanoplates with low bulk mobility
在拓扑晶体绝缘体SnTe中的铟（In）掺杂诱导超导性，使得In掺杂的SnTe成为拓扑超导体的候选者。SnTe纳米结构提供了良好定义的纳米级形态和高的表面积与体积比，以增强表面效应。在这里，我们研究了In掺杂的SnTe纳米片，InxSn 1-xTe，x范围从0到0.1，并显示它们的超导性。更重要的是，我们发现，在掺杂降低了体迁移率的InxSn 1-xTe，这样的表面状态，揭示在磁输运，尽管高的体载流子密度。这表现为在高磁场中的二维线性磁阻，其在高达10 K的温度下是独立的。老化实验表明，线性磁电阻对环境条件敏感，进一步证实了其表面起源。我们还表明，在InxSn 1-xTe纳米片中观察到的弱反定域化是一种体效应。因此，我们表明，纳米结构和降低体迁移率是有效的策略，以揭示表面状态和测试的拓扑超导体。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
$(111)$ surface states of SnTe
拓扑绝缘体的表征和应用关键取决于其被保护的表面态，然而，这些表面态可能被平凡的悬挂键态的存在所掩盖。我们的第一原理计算表明，这是原始的$(111)$表面的SnTe的情况。然而，当悬挂键态在适当的化学吸附中被钝化时，预测的表面态展开。我们进一步提取了未折叠的$\barΓ$ -和$\bar M$ -表面态的各向异性费米速度、穿透长度和各向异性自旋织构，这与http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.86.081303 Phys.Rev.B86，081303（R）中的理论一致。更重要的是，这种化学吸附方案提供了一个外部控制的相对能量的不同狄拉克节点，这是特别可取的多谷运输。
2014-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-filtered Edge States with an Electrically Tunable Gap in a Two-Dimensional Topological Crystalline Insulator
三维拓扑晶体绝缘体最近预测和观察的SnTe类的IV-VI半导体，主机金属表面状态的晶体对称性保护。在这项工作中，我们研究这些材料的薄膜，并揭示其潜在的器件应用。我们证明了沿（001）方向生长的SnTe和Pb（1-x）Sn（x）Se（Te）的薄膜在很宽的膜厚范围内是拓扑非平凡的，并且携带导电的自旋过滤边缘态，这些边缘态通过拓扑不变量受到（001）镜像对称性的保护。施加垂直于膜的电场将破坏镜像对称性并在这些边缘状态中产生带隙。这种功能促使我们提出一种新的拓扑晶体管器件，其中电荷和自旋输运最大限度地纠缠，并同时由电场控制。这种器件的高开/关操作速度以及自旋和电荷的耦合可能导致拓扑晶体绝缘体的电子和自旋电子学应用。
2013-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of quantum transport in SnTe films upon structural refinement
Morgan State University（摩根州立大学）；U.S. Army Research Lab（美国陆军研究实验室）；Towson University（陶森大学）
本文通过脉冲激光烧蚀法制备SnTe薄膜，研究了沉积后退火对其化学计量比、结晶度及相干输运的影响，发现退火可调控SnTe薄膜的磁输运特性，揭示了弱反局域化等量子输运现象的涌现机制。
2026-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface oxidation and thermoelectric properties of indium-doped tin telluride nanowires
近年来，碲锡基化合物优异的热电性能和拓扑表面态的发现引起了各研究领域的广泛关注。铟掺杂的SnTe是特别感兴趣的，因为取决于掺杂水平，它可以在体价带中产生共振态，导致增强的热电性能，或者诱导与拓扑状态共存的超导性。在这里，我们报告的气相沉积的In掺杂的SnTe纳米线及其表面氧化和热电性能的研究。纳米线的生长是由Au催化剂辅助的，并且它们的形貌作为衬底位置和温度的函数而变化。透射电子显微镜表征揭示了在单晶纳米线的非晶表面的形成。X射线光电子能谱学研究表明，纳米线表面由In2O3，SnO2，Te和TeO2组成，这些成分可以通过氩离子溅射容易地去除。将清洁的纳米线暴露于大气中仅在一分钟内产生表面的快速氧化。在相同的In掺杂纳米线上进行电导率σ、热电势S和热导率\k{appa}的表征，其显示出抑制的σ和\k{appa}，但增强的S产生比未掺杂的SnTe改进的热电优值ZT。
2017-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Catalyst-free MBE growth of PbSnTe nanowires with tunable aspect ratio
针对SnTe拓扑晶体绝缘体因Sn空位导致高空穴密度阻碍表面拓扑输运测量的问题，本文提出无催化剂分子束外延生长单晶PbSnTe纳米线的方法，通过预沉积控制成核相并调至四倍纵横比，为探测拓扑表面态提供特定形貌纳米线。
2024-01-10 cond-mat.mtrl-sci
Unusual nature of fully-gapped superconductivity in In-doped SnTe
超导体Sn_{1-x} In_{x} Te是一种掺杂的拓扑晶体绝缘体，并已成为重要的候选拓扑超导体，但其超导相图知之甚少。通过对50个高质量气相生长单晶样品的测量，我们发现超导转变温度Tc对In含量x的依赖关系在临界掺杂xc ~ 3.8%时呈现出质的变化，在此点发生结构相变。有趣的是，在铁电菱面体相低于临界掺杂，Tc被发现强烈增强杂质散射。在Sn_{1-x} In_{x} Te中，电子配对的性质似乎在xc上发生了变化。
2013-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Altermagnetism induced surface Chern insulator
本文提出将交变磁体与拓扑晶体绝缘体耦合实现量子化反常霍尔效应，通过第一性原理计算证明RuO2诱导SnTe表面7 meV能隙，为自旋电子学提供可调拓扑平台。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced two-dimensional topological crystalline insulator
University of Jyväskylä（于韦斯屈莱大学）；Aalto University（阿尔托大学）
本研究通过实验和计算证实了应变诱导的二维拓扑晶体绝缘体，观察到具有大能隙的导电边态对，为自旋电子学和纳米电子学提供了新方向。
2024-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning topological surface states by cleavage angle in topological crystalline insulators
最近在两类特殊绝缘体--拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体--的表面发现了导电态，它们的区别在于它们对无序水平上的局部和非磁性表面缺陷不敏感，这种无序水平足够小，可以用微扰理论来描述。然而，在非局部宏观缺陷的情况下的表面状态的行为是不清楚的。在这里，我们提出了一个系统的研究拓扑表面状态的邻位平面（偏离完美的表面解理）在拓扑晶体绝缘体的碲化锡家庭，通过使用现实的第一性原理推导的紧束缚模型。所提出的理论框架是相当普遍的，并容易允许扩展到其他拓扑绝缘体族。
2019-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators
最近拓扑绝缘体的发现重新引起了人们对绝缘能带结构拓扑性质的兴趣。在这项工作中，我们扩展了绝缘能带结构的拓扑分类，包括某些点群对称的晶体。我们发现了一类三维的拓扑晶体绝缘体，它们在某些高对称性的晶体表面上具有金属表面态。这些拓扑晶体绝缘体可以被看作是拓扑绝缘体在没有自旋轨道耦合的材料中的对应物。它们的表面态具有二次带简并性而不是线性狄拉克色散。它们的能带结构具有新的Z 2不变量。我们希望这项工作将扩大家庭的拓扑相带绝缘体和刺激他们在实际材料中的搜索。
2011-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Topological crystalline insulator states in Pb(1-x)Sn(x)Se
拓扑绝缘体是一类新型的量子材料，其时间反转对称性、相对论（自旋-轨道）效应和反向能带结构导致在大块晶体表面上形成电子金属态。这些螺旋状态表现出狄拉克一样的能量分散体带隙，它们是拓扑保护。最近的理论建议表明拓扑晶体绝缘体的存在，这是一类新型的拓扑绝缘体，其中晶体对称性取代了拓扑保护中的时间反演对称性[1，2]。在这项研究中，我们表明，窄隙半导体Pb（1-x）Sn（x）Se是一个拓扑晶体绝缘体x = 0.23。温度依赖的磁输运测量和角分辨光电子能谱学表明，该材料经历了一个温度驱动的拓扑相变从平凡的绝缘体的拓扑晶体绝缘体。这些实验发现为拓扑绝缘体家族增加了一个新的类别。我们期望这些结果将是一个相当大的机构的拓扑晶体绝缘体以及拓扑相变的详细研究的额外研究的开始。
2013-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Electronic-structure theory of crystalline insulators under homogeneous electric field
基于传统的能带理论，提出了一种描述有限均匀电场作用下晶体绝缘体电子结构的方法。导出了偏振度的表达式，将偏振度的“贝里相位”理论推广到非零场。的解决方案的特点进行了详细的研究，并与现有的微扰理论和计算方案进行了讨论。
2003-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Studies of CoFeB crystalline structure grown on PbSnTe topological insulator substrate
采用激光分子束外延（LMBE）方法在Pb 0. 71 Sn 0. 29 Te拓扑绝缘体衬底上生长了Co 40 Fe 40 B20薄膜，并对生长条件进行了研究。首次证明了在拓扑绝缘体表面生长铁磁体外延层的可能性。所获得的Co40Fe40B20层具有bcc晶体结构，其具有平行于（111）PbSnTe面的结晶（111）面。利用反射高电子衍射（RHEED）图形倒易空间的三维映射，可以确定拓扑绝缘体薄膜与衬底之间的主晶轴外延关系。衍射图案中的一些反射的淬灭允许确认衬底化学计量。
2017-12-18 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-ordering-induced quantum phase transition between topological crystalline insulator and Z2 topological insulator
单一材料中的拓扑相变通常是指平凡带绝缘体和拓扑狄拉克相之间的转变，但这种转变也可能发生在不同类别的拓扑狄拉克相之间。然而，在同一材料中实现Z2非平凡拓扑绝缘体（TI）和拓扑晶体绝缘体（TCI）之间的量子跃迁是一个根本的挑战，因为Z2 TI和TCI对能带反转数目的矛盾要求使得它们很难共存于同一材料中。Z2 TI在所有的时间反演不变动量上必须有奇数个带反转，而新发现的TCIs作为受潜在晶体对称性保护的拓扑狄拉克材料的一个独特类别，拥有偶数个带反转。以PbSnTe_2合金为例，说明在适当的合金成分下，原子有序化是调节合金对称性的有效途径，当合金从无序相有序化为稳定的CuPt相时，可以实现TCI相和Z_2 TI相的电转换。我们的研究结果表明，原子有序提供了一个新的平台，在不同的拓扑相位之间切换。
2017-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio Wannier-function-based many-body approach to Born charge of crystalline insulators
在本文中，我们提出了一种方法，旨在执行多体计算的晶体绝缘体的玻恩有效电荷，包括电子相关效应。该方案完全在实空间中实现，使用Wannier函数作为单粒子轨道。相关效应的计算包括虚拟激励从Hartree-Fock平均场，和激励组织为每一个贝特-戈德斯通一样的多体层次。我们的计算结果表明，这里提出的方法是有前途的。
2004-11-09 cond-mat.mtrl-sci
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。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Rock-salt SnS and SnSe: Native Topological Crystalline Insulators
与时间反演拓扑绝缘体不同，最近发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）中具有狄拉克锥色散的表面金属态受到晶体对称性的保护。到目前为止，已经在SnTe和相关合金Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se/Te中观察到TCI行为，其包含具有大自旋轨道耦合（SOC）的重元素。在这里，通过结合第一性原理和{ \it ab initio}紧束缚计算，我们报告的TCI在相对较轻的岩盐SnS和SnSe的形成。该TCI的特征在于在高对称性（001）、（110）和（111）表面处的偶数个狄拉克锥，这些表面受到关于（$\bar{1}$ 10）镜面的反射对称性的保护。我们发现SnS和SnSe都具有本征反转的能带结构，并且SOC仅是打开体带隙所必需的。体积膨胀后的体带隙演化揭示了从环境压力TCI到拓扑平凡绝缘体的拓扑转变。我们的研究结果表明，SOC单独是不足以驱动的拓扑结构的转变。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Layer Construction of Topological Crystalline Insulator LaSbTe
拓扑晶体绝缘体（TCI）是晶体保护的拓扑状态之一。任何TCI都可以变形为晶格中几个解耦的二维（2D）拓扑非平凡层的简单乘积态，这些层的晶体对称性称为层结构（LC）极限。在这项工作中，基于第一性原理计算，我们已经发现，无论是四相LaSbTe（t-LaSbTe）和正交LaSbTe（o-LaSbTe）可以解释为堆叠的二维拓扑绝缘体在每个晶格空间。由软声子模引起的从t-LaSbTe到o-LaSbTe的结构相变证明了实空间变化如何导致拓扑态的改变。基于LC理论分析了它们的拓扑不变量和基于安全性的指标。我们建议，LaSbTe是一个理想的例子，展示了LC范式，桥梁的实空间中的晶体结构的能带拓扑在动量空间。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Bulk-to-surface misorientation and the spin texture of topological insulators
弱拓扑绝缘体在表面布里渊区具有一组对称的Dirac-Weyl锥，这意味着体的低能流形的主轴与表面法线之间存在取向差。我们表明，这种功能的弱拓扑绝缘体来与一个隐藏的丰富的表面自旋纹理，并通过取向错误的螺旋纹理可以成为一个不寻常的双曲自旋纹理。我们通过比较晶体拓扑绝缘体SnTe（111）表面上的$M$点和$Γ$点Dirac-Weyl锥来说明这种效应。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface-state-dominated transport in crystals of the topological crystalline insulator In-doped Pb$_{1-x}$Sn$_x$Te
三维拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体代表了物质的新量子态，它们被预测具有绝缘体态和自旋动量锁定的无隙表面态。在实验上，已经证明难以实现将允许表面状态在相当大的温度范围内支配输运性质的高体电阻率。在这里，我们报告了一系列的铟掺杂的Pb $_{1-x}$ Sn $_x$ Te化合物，表现出巨大的体积电阻率连同拓扑表面状态的强有力的证据，基于厚度依赖的输运研究和磁阻测量。对于这些体绝缘材料，表面状态决定了接近30 K的温度下的电阻率。
2015-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized (001) surface states of the topological crystalline insulator Pb_{0.73}Sn_{0.27}Se
我们研究了新发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）相中Pb_{0.73} Sn_{0.27} Se的（001）表面态的性质以及在带隙反转温度以上相应的拓扑平凡态。我们的计算不仅预测金属表面态与非平凡的手征自旋结构的TCI的情况下，但非金属（间隙）的表面态与非零自旋极化时，系统是一个正常的绝缘体。对于这两个阶段，角度和自旋分辨的光电子能谱学测量提供了确凿的证据，这些（001）表面态的形成Pb_{0.73} Sn_{0.27}硒，以及它们的手性自旋结构。
2012-12-08 cond-mat.mtrl-sci
The topological-crystalline-insulator (Pb,Sn)Te - surface states and their spin-polarization
采用紧束缚方法，我们从理论上研究了Pb0.4Sn0.6Te -新发现的拓扑晶体绝缘体的表面态的性质。除了以前研究的（001）表面态外，还考虑了另外两个表面族，{011}和{111}，其中晶体岩盐结构的镜像对称性在拓扑保护中起着同样的作用。计算结果表明，（Pb，Sn）Te的（111）表面态应出现4个单拓扑保护的Dirac锥，而（110）表面态的保护被解除了2个L点.在这种情况下，由于两个L谷之间的相互作用，而不是狄拉克点能隙出现在表面态中。在所有研究的情况下，获得手征自旋织构。
2013-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Epitaxial Thin Films of the Topological Crystalline Insulator Sr$_3$SnO
拓扑材料来源于对称性和拓扑之间的相互作用。拓扑能带理论的进展已经导致预测反钙钛矿氧化物Sr $_3$ SnO是拓扑晶体绝缘体，一种新的物质电子相，其（001）晶面的导电性受到晶体点群对称性的保护。然而，实现这种材料是具有挑战性的。在热力学计算的指导下，我们设计并实现了一种分子束外延（MBE）方法，实现了Sr $_3$ SnO单晶薄膜的吸附控制外延生长。原位传输和角度分辨光电子能谱测量揭示了金属和非平凡的拓扑性质的生长样品。与传统的分子束外延相比，所使用的合成路线的结果在优越的样品质量，并很容易适应其他拓扑系统与反钙钛矿结构。拓扑晶体绝缘体薄膜的成功实现为通过外延应变和异质结构调整对称性来操纵拓扑状态提供了机会。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
