二维过渡金属氧化物中高温量子反常霍尔效应的预测
材料科学
2017-03-24 v1
摘要
量子反常霍尔(QAH)绝缘体是一种在无磁场下展现手性边缘态的拓扑相。著名的Haldane模型是QAH效应的首个例子，但难以实现。在此，我们预测具有蜂窝-Kagome结构的二维单原子层V2O3是一种具有大带隙(大于0.1 eV)和高铁磁居里温度(约900 K)的QAH绝缘体。结合第一性原理计算与有效哈密顿量分析，我们发现蜂窝晶格上V原子的自旋多数dxy和dyz轨道在费米能级附近形成无质量狄拉克锥，当包含在位自旋轨道耦合时变为有质量。有趣的是，我们发现大带隙是由电子关联与自旋轨道耦合的协同效应引起的。第一性原理计算与有效哈密顿量分析均确认二维V2O3具有非零陈数(即1)。我们的工作为实现室温下的QAH效应铺平了新方向。
引用
@article{arxiv.1702.07022,
title = {Prediction of High Temperature Quantum Anomalous Hall Effect in Two Dimensional Transition-Metal Oxides},
author = {H. P. Wang and Wei Luo and H. J. Xiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.07022},
year = {2017}
}
备注
Phys. Rev. B in press