超蜂窝晶格上强自旋轨道耦合下的拓扑相与磁相

我们研究了超蜂窝晶格上铱基（Ir）化合物关联电子的一般相图——这是一种晶体结构，其中Ir$^{4+}$离子形成一个具有三重配位的三维网络，最近在$\beta$-Li${}_{2}$IrO${}_{3}$化合物中得以实现。结合微观推导、对称性分析和密度泛函计算，我们确定了占据Ir$^{4+}$位点$j_{\text{eff}}=1/2$轨道的电子的一般模型。在无相互作用极限下，我们发现该模型允许拓扑电子带绝缘体和普通电子带绝缘体以及金属态的存在。哈伯德型电子-电子排斥对上述电子结构在稳定$\mathbf{q}=\mathbf{0}$磁序方面的影响，揭示了一个在拓扑带绝缘体和奈尔序磁绝缘体之间存在连续相变的相图。