2D金属有机框架中超稳定的反磁性二阶拓扑绝缘体
材料科学
2025-02-24 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二维（2D）磁性二阶拓扑绝缘体（SOTI）表现出由自旋极化的零维（0D）角落状态构成的不同拓扑相，已引起广泛关注。然而，具有超稳定角落状态的2D反磁性（FiM）SOTI仍然缺乏。本文基于第一性原理计算和理论分析，揭示了二维金属有机框架（MOF）材料Cr(pyz)2（pyz = pyrazine）中的此类SOTI态。该材料表现出沿[001]方向排列的平易轴的FiM基态。它在自旋上通道中表现出非平凡的实Chern数，由PT对称性保障，角落状态在disk中可被观察到。相比之下，自旋下通道表现出平凡的间隙态。值得注意的是，单层Cr(pyz)2的拓扑角落状态即使在引入缺陷破坏对称性后仍保持高度鲁棒性。我们还考虑了其他外部扰动，包括单轴/双轴应变、配体旋转和电场，角落状态仍然稳定。更进一步，角落态的能量位置几乎保持不变。这项工作首次在MOF系统中识别了超稳定的FiM SOTI态，为未来的实验研究和自旋电子器件应用提供了理想平台。
引用
@article{arxiv.2502.15257,
title = {Ultra-Stable Ferrimagnetic Second-Order Topological Insulator in 2D Metal-Organic Framework},
author = {Meijun Wang and Yong-An Zhong and Lei Jin and Ying Liu and Xuefang Dai and Guodong Liu and Xiaoming Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.15257},
year = {2025}
}
备注
7 pages, 5 figures