三维碳同素异形体：具有受阻原子绝缘相、多重体-边界对应与实拓扑的拓扑量子材料
材料科学
2023-12-01 v1
摘要
对具有非传统体-边界对应和非平凡实陈数（real Chern number）的拓扑相的研究，在拓扑物质态领域已引起显著关注。利用第一性原理计算与理论分析，我们基于萨马拉碳同素异形体数据库（SACADA）对三维受阻原子绝缘体（OAIs）与三维实陈绝缘体（RCIs）进行了高通量材料筛选。结果表明，703种三维碳同素异形体中有422种为具有多重体-边界对应的三维OAIs，包括二维受阻表面态（OSSs）与一维铰链态，它们分别比三维体态低一维和二维。这些OAIs中的二维OSSs在适当边界条件下可被修饰，这有助于表面工程研究与高效拓扑催化剂的开发。这422种具有二维与一维边界态的OAIs，是多维度拓扑边界研究的优异平台。值得注意的是，422种OAIs中有138种同时也是三维RCIs，在时空反演对称性保护下展现出非平凡的实拓扑。我们的工作不仅提供了三维碳基OAIs与RCIs的详尽列表，还基于多重体-边界对应与实拓扑相指导了它们在各方面的应用。
引用
@article{arxiv.2311.18276,
title = {3D carbon allotropes: Topological quantum materials with obstructed atomic insulating phases, multiple bulk-boundary correspondences, and real topology},
author = {Jianhua Wang and Ting-Ting Zhang and Qianwen Zhang and Xia Cheng and Wenhong Wang and Shifeng Qian and Zhenxiang Cheng and Gang Zhang and Xiaotian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18276},
year = {2023}
}