具有磁序的翘曲蜂窝结构中高自旋陈数的量子霍尔效应

作为拓扑绝缘体，量子霍尔（QH）效应由陈数和自旋陈数 $\mathcal{C}$ 和 $\mathcal{C}_{\text{spin}}$ 标记。在常规 QH 系统中，我们只有 $\mathcal{C}_{\text{spin}}=0$ 或 $\pm \frac{1}{2}$。我们研究了通用单层蜂窝系统中的 QH 效应。通过在晶格理论中探索 Hofstadter 蝴蝶图以及在低能 Dirac 理论中探索扇形图，寻找自旋分辨的特征图案。陈数和自旋陈数分别基于晶格理论中的体边对应关系和 Dirac 理论中的 Kubo 公式进行计算。结果表明，对于某些与翘曲结构和磁序共存的 QH 系统，自旋陈数可以取任意高值。这是一种新型拓扑绝缘体。样品可由具有铁磁序的硅烯（silicene）和具有反铁磁序的过渡金属氧化物提供。