轻元素和纯电荷基拓扑材料
介观与纳米尺度物理
2024-08-30 v2 材料科学
摘要
我们检验了一类以原子间、轨道间偶奇奇偶parity杂化为特征的哈密顿量，作为无需自旋轨道耦合的拓扑绝缘体模型族。通过研究s轨道杂化的钠和碱土金属在一维和二维晶格中的拓扑边缘态，示例了这些材料的非平凡特性。在一维中，拓扑特征类似于标准的 Su-Schrieffer-Heeger 模型，但令人惊讶的是发生在无二级化的情况下。由于贝Be的间隙大小接近于粒子-空穴对称性，碱土金属链尤其值得实验关注，因为其未掺杂时的费米能直接位于拓扑边缘态能级上。类似的物理学现象在s-p键原子构成的二维蜂窝晶格系统中得到证明，这里出现了无色散的边缘态。该模型预测，较轻的元素可承载拓扑态，而自旋轨道耦合导致的能隙反转偏好更重的元素。
关键词
引用
@article{arxiv.2404.03832,
title = {Light-element and purely charge-based topological materials},
author = {Nassim Derriche and Marcel Franz and George Sawatzky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.03832},
year = {2024}
}
备注
Corresponds to the accepted version of the now-published manuscript, which contains additional clarifying text, a few additional references and a new Supplementary Material section (added at the end)