InBi: A Ferroelastic Monolayer with Strain Tunable Spin–Orbit Dirac Points and Carrier Self-Doping Effect

凝聚态物理 单层 应变工程 迪拉克费米子 费米能量 石墨烯 材料科学 布里渊区 Dirac(视频压缩格式) 兴奋剂 物理 纳米技术 电子 量子力学 相变 中微子
作者
Xinkai Ding,Yongheng Ge,Yinglu Jia,Gaoyang Gou,Ziming Zhu,Xiao Cheng Zeng
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:16 (12): 21546-21554 被引量:13
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c10387
摘要

Semimetallic two-dimensional (2D) Dirac materials beyond graphene, especially 2D materials with robust Dirac points against the spin-orbit coupling (SOC), are still highly sought. Herein, we theoretically demonstrate the InBi monolayer as a long-sought 2D Dirac material whose exotic Dirac Fermionic states cannot be gapped out by SOC. The InBi monolayer with the litharge crystal structure possesses not only 4-fold band degeneracy, linear energy dispersion, and ultrahigh Fermi velocity in the order of 105 m/s, but also spontaneous ferroelasticity that can lead to the orthorhombic lattice deformation and semimetallic electronic structure. Specifically, the symmetry protected spin-orbit Dirac points in 2D InBi are located at the Brillouin Zone (BZ) boundary and near the Fermi level in energy. More importantly, with coexisting spin-orbit Dirac points and spontaneous ferroelasticity, the InBi monolayer exhibits an additional advantage for engineering Dirac Fermionic states by ferroelastic (FE) strain. Energy levels of Dirac points are strongly coupled to FE strain, and the semimetallic electronic structure of the InBi monolayer is also susceptible to the FE strain induced carrier self-doping effect. Depending on the strain orientation within the InBi monolayer, electron and hole Fermi pockets will develop along the two planar directions, leading to the characteristic transport coefficients (as evidenced by our transport simulations based on Boltzmann formalism) for future experimental detection. FE strain tunable Dirac Fermionic states together with the carrier self-doping effect will benefit future development of ultrathin electronic devices with both high carrier mobility and controllable charge conductivities.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
mumian完成签到 ,获得积分10
刚刚
2秒前
含光无形完成签到 ,获得积分10
4秒前
onevip完成签到,获得积分0
6秒前
葛力发布了新的文献求助30
7秒前
肖木木发布了新的文献求助30
9秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
阿志应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
王伟轩应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
阿志应助科研通管家采纳,获得10
10秒前
Maestro_S应助科研通管家采纳,获得10
11秒前
诃子应助xiaobai123456采纳,获得10
21秒前
打打应助zhi采纳,获得10
22秒前
竹子完成签到 ,获得积分10
22秒前
张哈完成签到 ,获得积分10
27秒前
娜娜完成签到 ,获得积分10
28秒前
zhi给zhi的求助进行了留言
31秒前
Slemon完成签到,获得积分10
31秒前
32秒前
37秒前
Lauv完成签到,获得积分10
39秒前
无极2023完成签到 ,获得积分0
42秒前
高高菠萝完成签到 ,获得积分10
45秒前
妙旋克里斯完成签到,获得积分10
48秒前
kyt_vip完成签到,获得积分10
53秒前
1分钟前
Eternity完成签到,获得积分10
1分钟前
不如看海完成签到 ,获得积分10
1分钟前
xianxian完成签到 ,获得积分10
1分钟前
mly完成签到 ,获得积分10
1分钟前
欧欧欧导完成签到,获得积分10
1分钟前
i2stay完成签到,获得积分0
1分钟前
Nana完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小波发布了新的文献求助10
1分钟前
肖木木完成签到,获得积分10
1分钟前
无心的怜南完成签到,获得积分20
1分钟前
MADAO完成签到 ,获得积分10
1分钟前
小蘑菇应助xiaobai123456采纳,获得10
1分钟前
机智的嘻嘻完成签到 ,获得积分10
1分钟前
cheng完成签到 ,获得积分10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Modern Epidemiology, Fourth Edition 5000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 5000
Digital Twins of Advanced Materials Processing 2000
Weaponeering, Fourth Edition – Two Volume SET 2000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 生物化学 化学工程 物理 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 物理化学 光电子学 电极 冶金 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6021732
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7635442
关于积分的说明 16166869
捐赠科研通 5169562
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2766488
邀请新用户注册赠送积分活动 1749483
关于科研通互助平台的介绍 1636588