不等价交换场下谷极化量子反常霍尔系统中的电场可调拓扑相

将谷自由度引入量子反常霍尔系统，为电子输运中的谷电子学操控提供了一种新途径。以Kane-Mele单层为具体模型，我们全面探索了在不等价交换场存在下的各种拓扑相，并揭示了界面Rashba效应和外电场在调控谷极化拓扑态中的作用。我们发现，通过引入Kane-Mele自旋轨道耦合和不等价交换场可以实现谷极化态。进一步在系统中引入Rashba自旋轨道耦合和电场，可以产生多种拓扑态，包括陈数$\mathcal{C}=\pm 1,\pm 2$的谷极化量子反常霍尔态和陈数$\mathcal{C}=0$的谷对比态。值得注意的是，通过改变外电场的强度和方向，可以在同一系统中连续调控不同的谷极化拓扑态。我们的工作展示了谷极化量子反常霍尔系统中拓扑态的可调性，为拓扑谷电子学中的电子输运器件应用提供了理想平台。