芦鹏飞

（北京邮电大学信息光子学与光通信研究院，北京100876）

1 锡及锡烯简述

锡是IV族元素，其化学符号是 Sn（拉丁语stannum的缩写），原子序数为50.锡表现出与第IV族元素锗和铅类似的化学性质，主要以氧化物（锡石SnO2）形式存在.锡有2种主要的同素异形体：灰锡（α锡）和白锡（β锡）.在室温下，稳定的是白锡，一种银白色可延展的金属，白锡为四方晶系；但在低温下它会转变成密度较小的灰锡.灰锡的晶体结构是与钻石、硅和锗类似的金刚石立方结构，原子间是共价键结合，电子不能自由移动，没有金属性.锡主要用于焊料、防腐层、合金、有机锡化合物等领域.其中锡与锂金属能形成多个金属相，使其成为潜在的电池材料，但锂锡合金化时体积增大以及电解质不稳定等问题还需要解决.

二维材料锡烯，是锡原子以类似石墨烯的方式排列而成的六边形单原子层，但与石墨烯不同，它在第三方向上具有褶皱高度.因为锡的拉丁文是“stannum”，仿照石墨烯和硅烯的命名方式，将二维锡单层命名为“stanene（锡烯）”.锡烯不仅具有石墨烯的优点，更是一种二维拓扑绝缘体，在考虑自旋轨道耦合（SOC）的作用下，将打开较大带隙，被认为是潜在的可室温工作的拓扑绝缘体，有望进行无损耗的电子输运，在光电子学、微电子等器件应用方面有重要的意义.

量子自旋霍尔效应最初由Kane等［1］于2005年在理论上预言在石墨烯中存在，其能带在布里渊区边界K和K′点形成一个无带隙的狄拉克锥，在SOC作用下，狄拉克……