体相与双层 2M WS$_2$ 的拓扑性质：第一性原理研究

最近发现的体相 2M 相 WS$_2$ 被观察到具有 8.8 K 的超导临界温度，这是过渡金属二硫族化物中报道的最高值。同时预测其支持受保护表面态，可能是一种潜在的拓扑超导体。在本研究中，我们对体相和双层 2M WS$_2$ 进行了详细的第一性原理分析。我们报告了对体相的综合研究，比较了不同交换关联泛函得到的结构与电子性质与实验报道值。通过计算 $Z_2$ 不变量和表面态，我们为其非平庸能带性质提供了支持。基于对体相分析获得的见解，我们预测双层 2M WS$_2$ 是一种新的二维拓扑材料。我们通过第一性原理声子计算证明了其动力学稳定性，并展示了其电子性质，突出了 W $d$ 态与 S $p$ 态之间的能带反转。通过 $Z_2$ 不变量计算和边缘态计算，我们表明双层 2M WS$_2$ 表现出受保护的、鲁棒的边缘态。这种新提出的双层中反转对称性的破缺还导致了贝里曲率偶极子的存在以及由此产生的非线性响应。我们计算了贝里曲率分布和偶极子随费米能量的变化。我们提出，在中心对称的体相 2M WS$_2$ 中不存在的 BCD 信号可以作为双层的特征。我们希望我们的预测能促成这种尚未发现的二维拓扑材料的实验实现。