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[유재준교수,김충현박사,김흥식학생] PRL 논문게재
Topological Quantum Phase Transition in 5d Transition Metal Oxide Na2IrO3

Choong H. Kim, Heung Sik Kim, Hogyun Jeong, Hosub Jin, and Jaejun Yu Phys. Rev. Lett. 108, 106401 (2012)
참여연구원: 김충현 박사, 김흥식(박사과정), 유재준 교수

최근 위상절연체라는 특별한 절연체 상이 물리학 계에서 큰 주목을 받으면서 많은 연구가 수행되고 있지만, 전이금속을 포함한 위상절연체에 관한 연구는 거의 이루어지지 못하고 있다.
전이 금속을 포함한 위상절연체는 강하게 상호작용하는 전자계가 위상절연체의 상을 가질때 보일 수 있는 여러가지 흥미로운 현상들을 보일 수 있기 때문에, 학문적으로나 산업적으로나 중요한 자리에 위치할 수 있다.
우리는 5d 전이금속인 Ir을 포함하는 Na2IrO3라는 물질에서 위상절연체 상을 얻을 수 있는 가능성을 제일원리 계산과 타이트 바인딩 모델 분석을 통해 이론적으로 예측하였다.
본 연구를 통해 전이 금속이 포함된 위상절연체 연구에 새로운 돌파구가 열릴 것으로 기대된다.



We predict a quantum phase transition from normal to topological insulators in the 5d transition metal oxide Na2IrO3, where the transition can be driven by the change of the long-range hopping and trigonal crystal field terms. From the first-principles-derived tight-binding Hamiltonian, we determine the phase boundary through the parity analysis. In addition, our first-principles calculations for Na2IrO3 model structures show that the interlayer distance can be an important parameter for the existence of a three-dimensional strong topological insulator phase. Na2IrO3 is suggested to be a candidate material which can have both a nontrivial topology of bands and strong electron correlations.
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