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二维材料中的自旋三重态拓扑激子绝缘体

材料科学 2023-04-04 v1

摘要

量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)具有非平凡拓扑。我们注意到某些特定 QSHI 的电子结构有利于实现激子绝缘体(EIs)。使用第一性原理多体微扰理论(GWGW+BSE)与 kpk \cdot p 模型,我们表明具有非零带隙的此类 QSHI(如二维 AsO 与 Mo2TiC2O2\text{Mo}_2\text{Ti}\text{C}_2\text{O}_2)中可存在高温(TT)自旋相反拓扑 EIs。由强电子-空穴相互作用诱导的自旋三重态型 EI 相保持时间反演对称性与拓扑特征。存在一种新颖的光学选择定则:当从正常 QSHI 经相变进入拓扑 EI 时,吸收光谱呈现显著的 TT 依赖变化,为未来实验探测提供指引。所展示的 EI 与拓扑之间的耦合也意味着此类保留跨学科特征的材料中存在丰富物理。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.00463,
  title  = {Spin-Triplet Topological Excitonic Insulators in Two-dimensional Materials},
  author = {Huaiyuan Yang and Jiaxi Zeng and Yuelin Shao and Yuanfeng Xu and Xi Dai and Xin-Zheng Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.00463},
  year   = {2023}
}