单层 Ti$_2$SiCO$_2$中的光诱导拓扑相变
光学
2023-12-25 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
TiSiCO 族单层 CO(=Ti, Zr, Hf; =Si, Ge) 是一种二维二阶拓扑绝缘体，在平衡条件下具有独特的谷 - 层耦合。本文基于单层 TiSiCO (ML-TiSiCO) 的四带紧束缚 (TB) 模型和 Floquet 理论，研究了 ML-TiSiCO 在激光周期场和栅极电场下的非平衡性质。我们发现时间周期性偏振光与电场的相互作用可导致多种有趣的拓扑相变。仅用圆偏振光 (CPL) 驱动系统时，会发生从二阶拓扑绝缘体到陈数为 2 的陈绝缘体的光诱导拓扑相变，且陈数 的符号由入射光的旋向性决定。进一步施加垂直电场后，我们发现 ML-TiSiCO 展现出丰富的相图，包含具有不同陈数的陈绝缘体和各种拓扑半金属。相比之下，由于线偏振光 (LPL) 不破坏时间反演对称性，系统在 LPL 照射下陈数不会改变。然而，在 LPL 与电场的相互作用下，仍存在许多拓扑相，包括二阶拓扑绝缘体、拓扑半狄拉克、狄拉克和谷极化狄拉克半金属。我们的结果不仅加深了对 ML-TiSiCO 基本性质的理解，也拓宽了此类材料在光电器件中的潜在应用。
引用
@article{arxiv.2312.14639,
title = {Photoinduced topological phase transition in monolayer Ti$_2$SiCO$_2$},
author = {Pu Liu and Chaoxi Cui and Zhi-Ming Yu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14639},
year = {2023}
}