TiSiCO 族单层的四能带紧束缚模型

TiSiCO 族单层因其独特的谷-层耦合（VLC）近来受到广泛关注。在这项工作中，我们提出了一个最小化的四能带紧束缚（TB）模型，以捕捉具有强 VLC 的 TiSiCO 族单层 $X_{2}Y$CO$_{2}$（$X=$ Ti、Zr、Hf；$Y=$ Si、Ge）的低能物理。这些单层由两层 $X$ 原子组成，在面外方向上相隔约 $4$ \AA。在每个谷（$X$ 或 $X'$）附近，导带和价带主要由顶层 $X$ 原子的 $A_{1}\{d_{z^{2}(x^{2}-y^{2})}\}$ 和 $B_{2}\{d_{yz}\}$ 轨道，以及底层 $X$ 原子的 $A_{1}\{d_{z^{2}(x^{2}-y^{2})}\}$ 和 $B_{1}\{d_{xz}\}$ 轨道主导。以这四个态为基，我们构建了对称允许的 TB 模型。通过基于第一性原理计算的参数拟合，该四能带 TB 模型不仅重现了电子能带结构，还捕捉到了单层的强 VLC、高阶拓扑和谷对比线性二色性。此外，TB 模型揭示这些单层在电场和双轴应变下可能展现多种有趣的拓扑相。因此，此处建立的 TB 模型可作为未来探索与 VLC 和 $X_{2}Y$CO$_{2}$ 单层相关物理研究的起点。