Square-octagonal MA$_2$$Z$_4$ 结构中的涌现自旋哈尔量化与高阶范文森奇点

量子自旋哈尔（QSH）绝缘体是探索特殊量子相的灵活平台，尤其当其与高阶范文森奇点（VHSs）相结合时，能增强电子关联。然而，由于自旋轨道耦合导致自旋混合，完美的自旋哈尔量化常被阻碍，且此类 VHSs 的涌现对材料特有的电子结构高度敏感。本文预测了一类七层方八边形 MA$_2$$Z$_4$（$M=$Mo/W，$A=$Si/Ge，$Z=$Pnictogen）异构体，构成具有鲁棒的大间隙 QSH 相，几乎实现自旋哈尔电导率定量化，并具备内在的高阶 VHSs。拓扑与对称性分析表明，$Z=$P、As、Sb 的化合物为$\mathbb{Z}_2$非平凡，具有自旋 Chern 数$C_s = 1$，并支持$S_z$极化的边缘态；而$Z=$N 的化合物为平凡绝缘体。QSH 相特征为$S_z$-保守的自旋哈尔哈密顿量，符合涌现自旋$\mathrm{U}(1)$准对称性，故自旋哈尔电导率约为$2e^2/h$。值得注意的是，MA$_2$(As, Sb)$_4$化合物在反转区 exhibits 近 Fermi 能级附近的准平坦带，WSi$_2$Sb$_4$额外拥有四个高阶 VHSs 位于一般动量点处。这些结果将方八边形 MA$_2$Z$_4$ 材料定位为实现自旋哈尔电导率定量化及相关拓扑相（包括分数量子态及可能的非阿贝尔任意子）的稳健 QSH 绝缘体。