二维铁磁体 Ti2TeSO 中高陈数量子反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2026-02-24 v1 材料科学
摘要
二维陈绝缘体已成为实现量子反常霍尔效应的关键平台，并因其自发磁化与非平凡拓扑特性的独特共存而在自旋电子学和拓扑量子物理中引起广泛关注。然而，此类系统仍存在重大挑战，包括自旋纠缠和仅具有一条边缘态（陈数 C=1），这严重阻碍了其实际应用。在此，我们提出一种新型二维铁磁半半 Weyl 金属——单层 Ti2TeSO，其展现出优异的电子性质。其多数自旋通道在费米能级仅具有一对对称性保护的 Weyl 点，而少数自旋态远离费米能级。考虑自旋轨道耦合后，Weyl 点处产生了约 92.8 meV 的显著带隙。值得注意的是，双重无耗散手性边缘通道和 的量子化霍尔电导率平台共同确立了单层 Ti2TeSO 为 C=2 的高陈数绝缘体。此外，研究表明通过施加应变和操控磁化方向可以实现并控制谷极化。第一性原理计算结合 Monte Carlo 模拟得出单层 Ti2TeSO 的居里温度为 161 K，表明谷极化与拓扑态在较高温度下共存具有可行性。这些发现可为开发多通道无耗散输运器件和非易失性多态存储架构奠定基础。
引用
@article{arxiv.2509.02654,
title = {Quantum anomalous Hall effect with high Chern number in two dimensional ferromagnets Ti2TeSO},
author = {Panjun Feng and Miao Gao and Xun-Wang Yan and Fengjie Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02654},
year = {2026}
}