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(Referência obtida automaticamente do Web of Science, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores.)

Discovery of higher-order topological insulators using the spin Hall conductivity as a topology signature

Texto completo
Autor(es):
Costa, Marcio [1, 2, 3] ; Schleder, Gabriel R. [1, 3] ; Mera Acosta, Carlos [1] ; Padilha, Antonio C. M. [3] ; Cerasoli, Frank [4, 5] ; Buongiorno Nardelli, Marco [4, 5] ; Fazzio, Adalberto [1, 3]
Número total de Autores: 7
Afiliação do(s) autor(es):
[1] Fed Univ ABC, Ctr Nat & Human Sci, Santo Andre, SP - Brazil
[2] Fluminense Fed Univ, Dept Phys, Niteroi, RJ - Brazil
[3] CNPEM, Brazilian Nanotechnol Natl Lab LNNano, Campinas - Brazil
[4] Univ North Texas, Dept Phys, Denton, TX 76203 - USA
[5] Univ North Texas, Dept Chem, Denton, TX 76203 - USA
Número total de Afiliações: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: NPJ COMPUTATIONAL MATERIALS; v. 7, n. 1 APR 12 2021.
Citações Web of Science: 1
Resumo

The discovery and realization of topological insulators, a phase of matter which hosts metallic boundary states when the d-dimension insulating bulk is confined to (d - 1)-dimensions, led to several potential applications. Recently, it was shown that protected topological states can manifest in (d - 2)-dimensions, such as hinge and corner states for three- and two-dimensional systems, respectively. These nontrivial materials are named higher-order topological insulators (HOTIs). Here we show a connection between spin Hall effect and HOTIs using a combination of ab initio calculations and tight-binding modeling. The model demonstrates how a non-zero bulk midgap spin Hall conductivity (SHC) emerges within the HOTI phase. Following this, we performed high-throughput density functional theory calculations to find unknown HOTIs, using the SHC as a criterion. We calculated the SHC of 693 insulators resulting in seven stable two-dimensional HOTIs. Our work guides novel experimental and theoretical advances towards higher-order topological insulator realization and applications. (AU)

Processo FAPESP: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte
Beneficiário:Adalberto Fazzio
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 16/14011-2 - Propriedades eletrônicas: interfaces entre isolantes topológicos (TI-TI)
Beneficiário:Marcio Jorge Teles da Costa
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 17/18139-6 - Machine learning e Ciência de Materiais: descoberta e design de materiais 2D
Beneficiário:Gabriel Ravanhani Schleder
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 18/11856-7 - Efeitos induzidos por interfaces em materiais quânticos
Beneficiário:Carlos Augusto Mera Acosta
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 18/05565-0 - Superfícies em semi-metal de Weyl
Beneficiário:Antonio Cláudio Michejevs Padilha
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado