轨道 Chern 绝缘体的拓扑性质
材料科学
2026-01-01 v1
摘要
量子材料的基态拓扑学已揭示了许多独特的拓扑相，具有新颖的霍尔响应。最近，轨道霍尔效应在绝缘体中表明轨道 Chern 绝缘体（OCIs）的存在，其中轨道角动量驱动霍尔响应。然而，对 OCIs 的研究目前仅限于谷锁定或自旋ful系统，缺乏系统性研究 OCIs 的候选材料。本文提出一种用于探讨 OCIs 的框架，采用特征谱拓扑方法。为刻画轨道自由度中的基态拓扑学，我们引入轨道 Chern 数和轨道特征 Berry 曲率，并展示了体-边对应关系和轨道霍尔响应。我们还发现一种由参数驱动的拓扑相变，这将为 OCIs 的可调性提供可能。通过这种方式，我们确定单层蓝磷（传统上被认为是拓扑平凡的）作为 OCIs 的原始 "氢原子"，即一种无自旋、无谷的 OCIs 材料。本研究为理解轨道驱动的拓扑相的本质，揭示了蓝磷的新面貌，并为轨道电子学和新拓扑材料的发现提供了新路径。
引用
@article{arxiv.2503.08138,
title = {Topological Nature of Orbital Chern Insulators},
author = {Yueh-Ting Yao and Chia-Hung Chu and Arun Bansil and Hsin Lin and Tay-Rong Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.08138},
year = {2026}
}