动量空间中应变可调陈绝缘体的轨道选择性工程
材料科学
2026-03-17 v2
摘要
与拓扑序在合成后静态固定的传统方法不同，我们证明单个外部旋钮——应变——可以独立调控Tc吸附的五边形-六边形硅烯(Tc_PH-Si)单层中的拓扑序和功能响应，这两种性质均由单一微观机制控制：Tc-dxz_Si-px杂化的动量空间轨道选择性工程。结合第一性原理计算和紧束缚模型，我们展示了双轴应变驱动了一个完整的拓扑路径：C=1 (0) → C=0 (-2) → C = -1 (-3 到 -4) → C = 0 金属态 (-6)。这通过两个关键状态得到例证：在-2应变(C=0)下，一个拓扑临界但功能最优的状态，具有直接带隙(0.17 eV)和d11 = 8.34 pm_V；以及在-4应变(C = -1)下，一个拓扑非平凡但同样最优的状态，其d11 = 11.01 pm_V——是MoS₂的三倍。贝里曲率分析表明，功能性源于局域轨道杂化强度，而拓扑性源于其全局相位分布。这为材料设计建立了一个新范式，将静态功能材料转变为动态可调量子平台。
引用
@article{arxiv.2603.07164,
title = {Orbital-Selective Engineering of Strain-Tunable Chern Insulators in Momentum Space},
author = {Jin Gao and Rongrong Chen and Lei Yang and Zixiong Huang and Dingzhao Liu and ChengLong Jia and Li Xi and Desheng Xue and Kun Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07164},
year = {2026}
}