Ta2M3Te5 (M= Ni, Pd)单层中的四极拓扑绝缘体

高阶拓扑绝缘体已在先驱的Benalcazar-Bernevig-Hughes四极模型中提出，但尚无电子化合物被提议为四极拓扑绝缘体(QTI)。本工作中，我们预测Ta$_2M_3$Te$_5$ ($M=$ Pd, Ni)单层可因双带反转成为具有二阶拓扑的二维QTI。具有两个镜面反射($M_x$和$M_y$)的时间反演不变系统可因组合对称性$TC_{2z}$由Stiefel-Whitney数($w_1, w_2$)分类。利用Wilson环方法，我们计算得Ta$_2$Ni$_3$Te$_5$的$w_1=0$与$w_2=1$，表明其为具有$q^{xy}=e/2$的QTI。因而获得带隙边态与局域角态。通过分析原子能带表示，我们证明其具有空位点上本质能带表示(即$A_g@4e$)的非常规性质源于Y-$\Gamma$上显著的双带反转。随后，我们为电子材料成功构建了具$M_x$和$M_y$的八带四极模型。$A_2M_{1,3}X_5$ ($A$ = Ta, Nb; $M$ = Pd, Ni; $X$ = Se, Te)族的这些过渡金属化合物为实现QTI及探索拓扑与相互作用间关联提供了良好平台。