强自旋轨道耦合下稳定的二维狄拉克线半金属（英文）

作者：郭的坪; 郭朋杰; 谭世倞; 丰敏; 曹立民; 刘正鑫^*; 刘凯^*; 卢仲毅; 季威^*

来源：Science Bulletin, 2022, 67(19): 1954-1957.

已经研究和报道较多的三维狄拉克节线半金属,具有新颖的准粒子激发现象及有趣的输运性质.然而,在强自旋轨道耦合作用下仍具有稳定的狄拉克线的二维材料却罕有报道.本文发现一个具体的有分数平移的C2v×Z2T对称点群,在强自旋轨道耦合下也能保护稳定的二维狄拉克线.这种对称性可以存在于铋的一种新的同素异形体(砖相)中,也可以推广到具有相同对称性下的其他奇数层以及与铋同族的其他元素,如磷、砷、锑.三层铋砖相结构的价电子总数为30,能够被2整除,但不能被4整除,这正好保证了狄拉克线处于半填充状态而穿过费米能级.有趣的是,三层铋砖相结构的费米能级处除了狄拉克线之外不存在其他多余的态,使得铋砖相结构中出现了干净的狄拉克线.费米能级处干净的狄拉克线不受其他杂态的干扰,这更有利于实验上探测由狄拉克线诱导的相关输运性质.

• 单位
  中国科学技术大学