دانلود ترجمه مقاله استفاده از نیمه فلزات سطح Weyl سه بعدی در شبکه های گرافنی

1. مقدمه 2. نتایج و بحث و بررسی 3. نتیجه گیری 4. روش ها

چکیده – گرافن، به عنوان یک نیمه فلز دو بعدی از لحاظ توپولوژیکی، توجه زیادی را به خاطر خواص عالی اش به خود جلب کرده است. برعکس، نیمه فلزات سه بعدی کربن، هنوز نادر هستند. جستجو برای چنین موادی با خواص فیزیکی بارز، به یک گرایش جدید در پژوهش های مرتبط با کربن تبدیل شده است. در اینجا، با استفاده از محاسبات «اصول اول» و مدل سازی اتصال محکم، یک دسته از نیمه فلزات Weyl را براساس سه نوع شبکه گرافن سه بعدی، پیشنهاد می کنیم. در ساختارهای نواری این مواد، دو سطح ویل (Weyl) تخت در زون بریلوین ظاهر می شوند که دربرگیرنده سطح فرمی هستند و در برابر کرنش بیرونی، مقاوم می باشند. ساختارهای اتمی و الکترونی منحصربفرد آنها، کاربردشان در الکترونیک همبسته و همچنین ذخیره انرژی، غربالهای مولکولی و کاتالیزور را ممکن ساخته است. هنگامی که شبکه ها برش یابند، دالها و نانوسیم های حاصل، با بترتیب خطوط و نقاط ویل در سطوح فرمی، به صورت نیمه فلزی باقی می مانند. بین خطوط ویل، باندهای سطح تخت با نیروی مغناطیسی احتمالاً قوی، پدیدار می شود. مقاوم بودن این ساختارها را می توان به پایداری توپولوژی توده ای، تضمین شده بوسیله تقارن ریزشبکه ای و به رفتار نیمه فلزی یک بعدی ویل زنجیره کربنی زیگ زاگ، ارتباط داد.

Graphene as a two-dimensional topological semimetal has attracted much attention for its outstanding properties. In contrast, three-dimensional (3D) topological semimetals of carbon are still rare. Searching for such materials with salient physics has become a new direction in carbon research. Here, using first-principles calculations and tight-binding modeling, we propose a new class of Weyl semimetals based on three types of 3D graphene networks. In the band structures of these materials, two flat Weyl surfaces appear in the Brillouin zone, which straddle the Fermi level and are robust against external strain. Their unique atomic and electronic structures enable applications in correlated electronics, as well as in energy storage, molecular sieves, and catalysis. When the networks are cut, the resulting slabs and nanowires remain semimetallic with Weyl lines and points at the Fermi surfaces, respectively. Between the Weyl lines, flat surface bands emerge with possible strong magnetism. The robustness of these structures can be traced back to a bulk topological invariant, ensured by the sublattice symmetry, and to the one-dimensional Weyl semimetal behavior of the zigzag carbon chain.