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Tuning topological phases and electronic properties of monolayer ternary transition metal chalcogenides (ABX4, A/B = Zr, Hf, or Ti; X = S, Se, or Te)

三元运算 自旋电子学 材料科学 单层 拓扑序 声子 带隙 过渡金属 拓扑(电路) 凝聚态物理 量子 纳米技术 物理 铁磁性 化学 量子力学 数学 组合数学 计算机科学 程序设计语言 催化作用 生物化学
作者
Gennevieve Macam,Ali Sufyan,Zhi-Quan Huang,Chia-Hsiu Hsu,Shin-Ming Huang,Hsin Lin,Feng‐Chuan Chuang
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:118 (11) 被引量:22
标识
DOI:10.1063/5.0036838
摘要

Topological materials are very promising materials for technological applications ranging from spintronics to quantum computation. Here, based on first-principles calculations, we predict a family of two-dimensional (2D) topological materials in nine ternary transition metal chalcogenides (TTMCs) ABX4, where A/B = Zr, Hf, or Ti and X = S, Se, or Te. A total of three compounds (ZrTiTe4, HfZrTe4, and HfTiTe4) are identified to be nontrivial within a hybrid functional calculation. The nontrivial phase originated from the p-d band inversion at the Г point with spin–orbit coupling. The structural stability of these monolayers is confirmed by phonon spectrum analysis, showing no negative phonon frequencies. The diversity of TTMCs will open a wide possibility for tuning the bandgap and will provide a variety of opportunities for 2D and topological materials research.
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