无空间反演对称性的蜂窝晶格与条带上的拓扑绝缘体

我们研究了带有额外空间反演对称性破缺项的Kane-Mele-Hubbard模型。利用拓扑哈密顿量方法，我们计算了系统的$\mathbb{Z}_2$不变量，作为自旋轨道耦合、Hubbard相互作用$U$和空间反演对称性破缺在位势的函数。以此方式计算的相图表明，一方面，后一类项若很大，会破坏拓扑非平庸态。但另一方面，该空间反演对称性破缺场可以增强拓扑态，因为对于中等大小的值，从非平庸拓扑绝缘体到平庸Mott绝缘体的转变被推向了更大的相互作用$U$值。这种拓扑态增强的特征在蜂窝条带上也被发现。具有空间反演对称性时，锯齿形条带的边缘对任何$U$值都是磁性的。该磁矩破坏了无能隙边缘模。解除空间反演对称性允许存在一个有限的相互作用强度$U$区域，在此区域以下无能隙边缘模存在。