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Topologically protected Dirac cones in compressed bulk black phosphorus

作者:点击次数:更新时间:2016年10月08日

报告人:巩朋来 博士 (南方科技大学)

报告时间:2016.10.9(周日)下午3:30

报告地点:LE523

报告摘要:此前,中科大陈仙辉教授与复旦大学张远波教授、固体所邹良剑研究员等研究团队合作报道在高压下发现了反常的Subnikov-de Haas振荡现象,暗示存在Berry相;静水压可以导致块体黑磷从半导体到半金属的Lifshitz转变,说明压力是调控块体黑磷电子结构的一种有效方式【Physical Review Letter115, 186403 (2015)】,但是实验上很难确定高压下黑磷晶体结构和电子结构的演化过程。为了深刻理解压力对黑磷的物性调控机制,我们结合多种第一性原理的计算方法,确定了高压下块体黑磷晶体结构和电子结构的演化过程【Physical Review B93, 195434 (2016)】。结果表明,在临界压强Pc~1.23 GPa,在布里渊区Z点发生了导带和价带的接触现象;继续增加压力,在该点附近出现狄拉克锥,说明黑磷发生了从半导体到三维狄拉克半金属的转变。随着压强进一步增加,Z点附近的狄拉克锥沿着Γ-Ζ方向移动形成两个大的空穴型费米波包,沿着Γ-Μ方向移动形成两个微小的电子型费米波包以及四个大的电子型费米波包。这种从半导体到三维狄拉克半金属的Lifshitz相变是由晶体的非点式空间群的对称性保护而稳定存在的。同时我们还预测了块体黑磷体系在不同压强下具有很强各向异性的载流子有效质量和费米速度的变化。块体黑磷在较低静水压下展现出压力可调的奇异电子性质,预示着它在光电和电子器件领域具有广泛的应用前景。

报告人简介:巩朋来 博士,南方科技大学博士后研究员。2009年获四川大学物理学学士学位,2015获中科院固体物理研究所凝聚态物理博士学位。研究领域:原子掺杂调控石墨烯的电子结构、化学特性和光学特性;静水压力力调控黑磷的电子相变;发展低维材料施加静水压力的方法,已经在PRB,JPCC发表多篇论文。

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