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受阻挫kagome晶格CoSn中的拓扑平带

强关联电子 2020-08-12 v1 材料科学

摘要

动量空间中的电子平带源于实空间中电子的强局域化,是实现强关联现象的理想舞台。在某些具有内禀几何阻挫的晶格中,电子约束与平带可自然源于电子跳跃路径的相消干涉。此类晶格本征平带若与自旋轨道耦合结合,常被赋予非平庸拓扑,而其在凝聚态体系中的实验实现迄今难以捉摸。在此,我们借助角分辨光电子能谱与能带结构计算,报道在受阻挫 kagome 体系 CoSn 中费米能级附近的拓扑平带的直接观测。该平带表现为沿 G-M 高对称方向的无色散电子激发,其带宽(低于 150 meV)相较同源轨道的狄拉克带低一个数量级。平带的阻挫驱动本质由相应有效 Wannier 波函数的实空间手性 d 轨道纹理直接证实。自旋轨道耦合在狄拉克带与平带间的二次带接触点打开 80 meV 的大能隙,赋予二维布里渊区中平带非零的 Z2 拓扑不变量。我们对晶格驱动拓扑平带的观测,为在强关联物理与电子拓扑交叉处设计新型涌现物质相开辟了有前景的路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2002.01452,
  title  = {Topological flat bands in frustrated kagome lattice CoSn},
  author = {Mingu Kang and Shiang Fang and Linda Ye and Hoi Chun Po and Jonathan Denlinger and Chris Jozwiak and Aaron Bostwick and Eli Rotenberg and Efthimios Kaxiras and Joseph G. Checkelsky and Riccardo Comin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2002.01452},
  year   = {2020}
}

备注

19 pages, 4 figures