Mott局域电子退禁闭为拓扑且自旋轨道耦合的Dirac费米子

电子关联、自旋轨道耦合与拓扑之间的相互作用为实现奇异量子物质态提供了前景。蜂窝晶格上强相互作用电子的模型已揭示出丰富的相图，其特征为非常规量子态，包括手性超导和与分析复杂磁序交织的关联量子自旋霍尔绝缘体。然而这些电子态的材料实现稀缺或不存在。本工作中，我们提出并表明将1T-TaSe$_{2}$堆叠成双层可使电子从单层中的深层Mott绝缘态退禁闭为双层中受显著自旋轨道耦合作用的关联Dirac费米子系统。1T-TaSe$_{2}$在每一层形成Star-of-David（SoD）电荷密度波图案。当属于两个相邻层的SoD中心以蜂窝图案堆叠时，系统在Dirac半金属态受显著Mott-Hubbard相互作用和自旋轨道耦合作用的区间内实现了广义Kane-Mele-Hubbard模型。在电荷中性处，系统接近于量子自旋霍尔绝缘体与反铁磁绝缘体之间的量子相变。我们确定垂直电场和扭转角作为调控系统中拓扑与自旋轨道耦合的两个旋钮。它们的组合可驱动系统跨越迄今未探索的关联电子物理领域，包括量子三临界点和奇异的一级拓扑相变。