具有高陈数与大带隙的Kagome量子反常霍尔效应

由于在低功耗自旋电子器件中的潜在应用，量子反常霍尔效应（QAHE）在过去几十年中引起了巨大关注。然而，迄今为止，QAHE仅在陈数C=1和2的拓扑绝缘体中于极低温下被实验观测到。在此，我们提出三种新颖的二维稳定kagome铁磁体Co3Pb3S2、Co3Pb3Se2和Co3Sn3Se2，其可实现陈数高达 |C|=3 的QAHE。单层Co3Pb3S2、Co3Pb3Se2和Co3Sn3Se2分别具有70、77和63 meV的大带隙，居里温度TC分别为51、42和46 K。通过构建异质结构Co3Sn3Se2/MoS2，由于界面处2%的拉伸应变，其TC增强至60 K且带隙保持约60 meV。对于双层化合物Co6Sn5Se4，它成为半金属，其反常霍尔电导率在费米能级附近对应 |C| = 3 处呈现相对平坦的平台。我们的结果为具有高通数 |C| = 3 和大带隙QAHE的kagome铁磁单层与异质结构提供了新的拓扑非平庸体系。