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二维薁基凯库勒碳晶格中的二阶拓扑

材料科学 2026-04-24 v2 计算物理

摘要

高阶拓扑绝缘体 (HOTI) 的发现为理解对称性约束的边界电子态建立了一个新范式。在此,基于第一性原理计算,我们展示了在二维薁基-凯库勒型碳同素异形体有机晶格中,即 AKC-[3,3] 和 AKC-[6,0] 中,HOTI 相的出现。得益于 C6C_6 旋转对称性,非平庸的体拓扑通过拓扑不变量和分数化角电荷得到证实,分别给出 {[M2(I)],[K2(3)]}\{[M^{(I)}_{2}],[K^{(3)}_{2}]\} = {0,2}\{0,2\}Qcorner=e/3Q_{\mathrm{corner}} = e/3,并伴随着纳米片中奇异角态的出现。值得注意的是,我们探索了结构修饰,揭示了在衍生结构 PAK-[6,0] 中,其角局域态得以保留,突显了高阶拓扑相的鲁棒性。这些发现突显了基于薁基-凯库勒的碳同素异形体作为一个有前景的平台,用于探索二维碳系统中结构设计、晶体对称性与高阶拓扑边界响应之间的相互作用。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.20399,
  title  = {Second-order topology in two-dimensional azulenoid kekulene carbon lattices},
  author = {Xiaorong Zou and Hyeon Suk Shin and Chang-Jong Kang and Baibiao Huang and Yanmei Zang and Ying Dai and Chengwang Niu and Chang Woo Myung},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.20399},
  year   = {2026}
}