许佳玲 贾利云† 刘超 吴佺 赵领军 马丽 侯登录

1) (河北建筑工程学院数理系, 张家口 075000)

2) (河北师范大学物理学院, 石家庄 050016)

1 引 言

拓扑绝缘体HgTe 的发现引发了世界的轰动,尤其是最近我国在拓扑绝缘体领域取得了重大发现, 预测了上千种可能的新型拓扑绝缘体材料, 这就使得对这一领域的研究方向由材料的探索转变为材料性质的研究[1,2].半Heusler 化合物与闪锌矿结构的相似性注定了其非凡的使命, 大量的研究致力于在Heusler 材料家族中寻找非平庸拓扑绝缘体材料[3−5].具有18 个电子的三元半Heusler 合金可以通过合适的应力作用打开带隙, 由此开启了一个三维拓扑绝缘体的新系列[6−8].由于第一原理计算已证实此结构体系拓扑Z2不变量没有反对称性的量子本质, 加上这个系列材料如磁性和超导性等其他有趣的物理性质, 于是基于密度泛函理论的第一性原理计算方法将三元半Heusler 化合物转变为三维拓扑绝缘体成为研究热点[9,10].对于三维拓扑绝缘体半Heusler 化合物的研究, 结合这些材料的磁性和超导性质, 在实验方面也成为了一个有巨大价值的研究平台[11,12].

目前通过第一原理计算, 大量的半Heusler 三元化合物已经被发现具有反带结构, 例如LuPtSb,ScPtBi, YPdBi, ThPtPb, 都可以通过单轴应力成为三维拓扑绝缘体的备选材料[13].通常, 对于具有小带隙的半Heusler 化合物, 可以通过施加静压应力改变带序, 以及利用单轴应力打开能隙的综合方法实现拓扑绝缘体相[3].姚裕贵研究组[10]发现:LaPtBi 在单轴应力下可……