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Strain induced quantum spin Hall insulator in monolayer β-BiSb from first-principles study

机译：第一性原理研究应变诱导的单层β-BiSb量子自旋霍尔绝缘子

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Topological insulator (TI) is a peculiar phase of matter exhibiting excellent quantum transport properties with potential applications in lower-power-consuming electronic devices. Searching for inversion-asymmetric quantum spin Hall (QSH) insulators persists as an effect for realizing new topological phenomena. Using first-principles density functional theory calculations, we investigate the geometry, dynamic stability, and electronic structures of monolayer β-BiSb. We find that it presents QSH state under biaxial tensile strain of 14%. The nontrivial topological situation in the strained system is confirmed by the identified band inversion, Z2 topological invariant (Z2 = 1), and an explicit presence of the topological edge states. Owning to the asymmetric structure, remarkable Rashba spin splitting is produced in both the valence and conduction bands of the strained system. These results provide an intriguing platform for applications of monolayer β-BiSb in future alternative quantum Hall spintronic devices.
机译：拓扑绝缘体（TI）是物质的特有相，具有优异的量子传输性能，并潜在地应用于低功耗电子设备。寻找反型非对称量子自旋霍尔（QSH）绝缘子的过程一直在持续，以实现新的拓扑现象。使用第一原理密度泛函理论计算，我们研究了单层β-BiSb的几何形状，动态稳定性和电子结构。我们发现它在14％的双轴拉伸应变下呈现QSH状态。应变系统的非平凡拓扑状况通过已识别的带反演 Z 2 拓扑不变性（ Z 2 = 1），并且明确存在拓扑边缘状态。由于不对称结构，应变系统的价带和导带中都产生了显着的Rashba自旋分裂。这些结果为单层β-BiSb在未来的替代量子霍尔自旋电子器件中的应用提供了一个有趣的平台。

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