多轨道 HgTe 蜂窝晶格中的拓扑态
介观与纳米尺度物理
2015-03-23 v1 材料科学
摘要
对石墨烯的研究揭示了蜂窝晶格中出现的非凡现象。然而，由于自旋 - 轨道耦合不够强，在石墨烯和其他轻元素蜂窝结构中无法观察到 K 点处预测的量子自旋霍尔效应。在此，我们从理论上证明，HgTe 的二维蜂窝晶格可以结合蜂窝几何结构和强自旋 - 轨道耦合的效应。可通过掺杂实验访问的导带可以用紧束缚晶格模型描述（如同石墨烯），但包含了多轨道自由度和自旋 - 轨道耦合。这导致了非常大的拓扑能隙（高达 35 meV）以及一个与其他能带分离的平坦能带。由于这种平坦能带和显著的库仑相互作用，HgTe 的蜂窝结构构成了观测分数陈绝缘体或分数量子自旋霍尔相的有力平台。
引用
@article{arxiv.1503.06066,
title = {Topological states in multi-orbital HgTe honeycomb lattices},
author = {W. Beugeling and E. Kalesaki and C. Delerue and Y. -M. Niquet and D. Vanmaekelbergh and C. Morais Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.06066},
year = {2015}
}
备注
includes supplementary material