具有可调陈数的非平衡谷极化量子反常霍尔效应的 Floquet 工程

迄今为止已做出大量尝试来探索量子反常霍尔效应（QAHE），但极低的观测温度严重阻碍其实际应用。因此，超越现有 QAHE 范式具有重大研究意义。本文提出 Floquet 工程通过 Floquet-Bloch 能带杂化实现 QAHE 的策略。基于第一性原理计算与 Floquet 定理，我们揭示出非平衡谷极化 QAHE（VP-QAHE）独立于磁序，广泛存在于二维族材料 $M$Si$_2$$Z_4$（$M$ = Mo、W、V；$Z$ = N、P、As）的铁磁与非磁性成员中，通过圆偏振光（CPL）辐照实现。显著地，通过调节入射 CPL 的频率、强度与手性，VP-QAHE 的陈数高度可调且可达 $\mathcal{C}=\pm 4$。我们揭示这种陈数可调的 VP-QAHE 归因于光诱导的三重扭曲与不同谷处的多重能带反转。便于实验测量的谷分辨手性边缘态与霍尔电导量子化平台在全球带隙内可见。我们的工作不仅在真实材料中建立了具有可调陈数的非平衡 VP-QAHE 的 Floquet 工程，也为探索光辐照下的新兴拓扑相提供了有前景的途径。