硅烯中的拓扑相变与电场可调抗磁性

硅烯是由硅原子形成的单层蜂窝状晶格。该晶格实际上由两个具有微小间距的子晶格组成。硅烯是一种拓扑绝缘体，其特征是体相中存在完全绝缘能隙以及螺旋状无能隙边缘态。通过施加外电场，它会经历从拓扑绝缘体到能带绝缘体的相变。基于有效狄拉克理论分析自旋陈数，我们发现其起源是动量空间中的赝自旋梅伦 (meron)。赝自旋自由度源于双子晶格结构。我们的分析阐明了在增加电场下从拓扑绝缘体到能带绝缘体发生相变的机制。我们提出了一种借助硅烯抗磁性来确定临界电场的方法。抗磁性可通过外电场进行调节，并在临界电场处表现出奇异行为。我们的结果对于电场与磁性之间的交叉关联视角也具有重要意义。这一发现对未来电磁关联器件的发展至关重要。