石墨炔作为二维二阶与实陈拓扑绝缘体

高阶拓扑相与实拓扑相是物质拓扑态中两个新兴的研究方向，已引起相当多的研究兴趣。然而，寻找能够实现这些奇异相的真实材料仍是一项挑战。在此，基于第一性原理计算与理论分析，我们确认石墨炔——石墨炔族碳同素异形体的代表——是一种二维（2D）二阶拓扑绝缘体与实陈绝缘体。我们表明石墨炔在三个$M$点具有直接体带隙，形成三个谷。体能带呈现双带反转，其由时空反演对称性所赋能的非平庸实陈数刻画。实陈数通过Wilson-loop方法与宇称方法均被显式求出，并且我们表明它决定了狄拉克型边带与拓扑角态的存在。此外，我们发现石墨炔中从二阶拓扑绝缘体到平庸绝缘体的拓扑相变由一个二维Weyl半金属相介导。我们讨论了角态对对称性破缺的鲁棒性以及可能的实验探测方法。