二维体系中由磁邻近效应诱导的拓扑相变

我们研究了 CrI$_3$/SnI$_3$/CrI$_3$ 三层结构中磁邻近效应对二维拓扑绝缘体的影响。基于第一性原理计算，无自旋轨道耦合的 BiI$_3$ 型 SnI$_3$ 单层在六角布里渊区角处具有狄拉克锥。开启自旋轨道耦合后，由非零的 $Z_2$ 不变量和基于对称性考虑的有效模型可知其变为拓扑绝缘体。在无自旋轨道耦合时，若 CrI$_3$ 层铁磁堆叠，狄拉克点受到保护；若 CrI$_3$ 层反铁磁堆叠，狄拉克点打开能隙，这可由分别对应铁磁与反铁磁堆叠的磁空间群 $C_{3i}^1$ 和 $C_{3i}^1(C_3^1)$ 的不可约表示加以解释。通过分析包含微扰的有效模型，我们发现磁邻近效应与自旋轨道耦合之间的竞争导致了平庸绝缘体与拓扑绝缘体之间的拓扑相变。