具有非平凡拓扑的人工氧化物异质结构

在寻找具有大带隙的拓扑绝缘体过程中，具有 Rashba 自旋轨道相互作用的异质结构发挥作用。在这方面，含重离子的过渡金属氧化物尤为有趣。我们讨论了堆叠氧化物 Rashba 层的设计原则。假设以在两个界面均具有二维电子气（2DEG）的单层为基本构筑单元，当 2DEGs 之间存在负耦合时，会出现二维拓扑绝缘相。当堆叠多个基本构筑单元时，根据层内与层间耦合强度以及基本构筑单元的数量，可人工创造出二维或三维拓扑绝缘体。我们证明该三维拓扑绝缘体受反射对称性保护，因此可归类为拓扑晶体绝缘体。为了将拓扑态与体态隔离，层内耦合项需在动量上呈二次型。文中描述了如何通过考虑层内屈曲来潜在实现这种二次耦合。由此，屈曲将堆叠 Rashba 系统的思想与在 [111] 取向钙钛矿氧化物中实现屈曲蜂窝晶格的替代方案紧密联系在一起。