基于拓扑绝缘体的莫尔异质结构中 $\mathbb Z_2$ 非平庸莫尔微带与相互作用驱动的量子反常霍尔绝缘体
介观与纳米尺度物理
2024-09-10 v1
摘要
我们研究了受莫尔超晶格势调控的拓扑绝缘体薄膜的电子能带结构与拓扑性质，以寻找二维（2D） 非平庸孤立微带。为建模此系统，我们假设费米能级位于体能隙内，从而考虑仅含位于顶、底表面且彼此强杂化的两个表面态的有效模型哈密顿量。莫尔势由拓扑绝缘体薄膜上方另一层 2D 绝缘材料产生。该模型中，当莫尔势的极小值（极大值）近似形成具六重旋转对称性的六方晶格时，最低导（最高价）微带可为 非平庸。对于非平庸导微带情形，在反演存在下两最低康普顿对导微带均具非平庸 不变量，而施加外栅压破缺反演后仅最低康普顿对微带拓扑非平庸。库仑相互作用可在半填充时驱动最低导康普顿微带进入量子反常霍尔态，且破缺反演对称性进一步稳定该态。基于第一性原理计算结果，我们提出在 SbTe 薄膜上方单层 Sb 以实现我们的模型。
引用
@article{arxiv.2304.09907,
title = {$\mathbb Z_2$-Nontrivial Moir\'e Minibands and Interaction-Driven Quantum Anomalous Hall Insulators in Topological Insulator Based Moir\'e Heterostructures},
author = {Kaijie Yang and Zian Xu and Yanjie Feng and Frank Schindler and Yuanfeng Xu and Zhen Bi and B. Andrei Bernevig and Peizhe Tang and Chao-Xing Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.09907},
year = {2024}
}