单层 TaIrTe$_4$ 中由相互作用驱动的拓扑相变
强关联电子
2025-06-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
发现将拓扑现象与关联电子行为相结合的材料是量子材料研究的核心任务。单层 TaIrTe 最近涌现为该领域的有前景平台，拥有 robust quantum spin Hall 绝缘体 (QSHI) 相，分别位于单个粒子间隙内以及由 van Hove 奇点 (vHSs) 引起的关联间隙内，这可以通过静电掺杂访问。其固有的单层本质提供了卓越的可调性，以及实现多种相互作用驱动的拓扑相的潜力。本文结合理论与实验，对单层 TaIrTe 的相位图谱进行了绘制。通过 Hartree-Fock 计算，我们探讨了在共价掺杂条件下靠近 vHSs 处的相互作用驱动相图。通过系统调节介电屏蔽和应变，我们发现一系列丰富的基态——包括 QSHI、平凡绝缘体、更高阶拓扑绝缘体和金属相，其中包含相互作用驱动的拓扑相变。实验上，我们对多个器件进行了 local 与 nonlocal 传输测量，由于制造过程中不可避免的应变变化，实现了与理论预测相符的几个相位。我们的结果为理解 TaIrTe 中的关联驱动的拓扑现象奠定了基础，并为开辟超越 moiré 超晶格限制的低维材料中工程异构量子相的新方向。
引用
@article{arxiv.2506.18412,
title = {Interaction-Driven Topological Transitions in Monolayer TaIrTe$_4$},
author = {Jiangxu Li and Jian Tang and Louis Primeau and Thomas Siyuan Ding and Rahul Soni and Tiema Qian and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Ni Ni and Adrian Del Maestro and Qiong Ma and Yang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.18412},
year = {2025}
}
备注
12+18 pages, 8+14 figures