Kagome和修饰蜂窝晶格上的相互作用驱动拓扑绝缘体

我们研究了Kagome和修饰蜂窝（“星”）晶格上具有排斥相互作用的无自旋和自旋扩展Hubbard模型。利用Hartree-Fock平均场理论，我们表明，在实验上合理的参数范围内，存在具有非平凡拓扑不变量（陈数或$Z_2$不变量）的相互作用驱动绝缘相。这些相出现在无相互作用极限下涉及狄拉克点或二次能带交叉点的填充分数上。我们给出了这些晶格的全面平均场相图，并讨论了非平凡拓扑相与众多其他有序态（包括各种电荷、自旋和键序）之间的竞争。我们的结果表明，$Z_2$拓扑绝缘体应存在于许多具有很少或没有本征自旋轨道耦合的系统中。