掺杂诱导的量子异常霍尔晶体与拓扑域壁
强关联电子
2026-04-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
将载流子掺杂到关联量子基态上提供了生成新量子态的可行途径。最近涌现的莫尔超晶格提供了一个在强相关性与非平凡拓扑性之间存在强相互作用的系统中探索掺杂物理的灵活平台。本文我们研究了电子掺杂在量子异常霍尔绝缘体中的作用，该绝缘体是在TMD莫尔超晶格中实现的，填充因子为 ，可由标准的Kane-Mele-Hubbard模型描述。通过使用无限制的实空间Hartree-Fock方法求解Kane-Mele-Hubbard模型，我们发现掺杂会生成量子异常霍尔晶体(QAHC)和拓扑域壁。在QAHC中，掺杂诱导了天体自旋纹理，该纹理在每个天体中携带一个或两个电子作为其中间态。天体 crystallized 成晶格，其晶格参数可由掺杂电子的浓度调节。令人惊讶的是，我们发现即使在Kane-Mele拓扑隧穿隧gap消失的极限下，QAHC也能在一定范围的填充因子下存活。此外，掺杂还可以诱导域壁，这些域壁分隔具有不同电子浓度的拓扑异构域，携带手性局域模式。
引用
@article{arxiv.2407.12198,
title = {Doping-induced Quantum Anomalous Hall Crystals and Topological Domain Walls},
author = {Miguel Gonçalves and Shi-Zeng Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.12198},
year = {2026}
}