电子化合物中的普适金属表面态

拓扑绝缘体 (TI) 的鲁棒金属表面态 (MSS) 对缺陷和微扰具有抗性，在化学催化和量子计算等广泛应用中至关重要。不幸的是，它们受限于可访问的窄带隙。寻找具有大体能带隙且超越传统 TI 的 MSS 成为一项迫切任务。在本工作中，受实空间绝热连接原理的启发，我们确定所有电子化合物（一类新兴材料）必须拥有鲁棒且普适的 MSS，能够抵抗任何扰动，尽管其中一些在标准拓扑理论中可能被归类为平庸的。这种反直觉的性质归因于电子化合物在接近晶体表面或界面时固有的电荷局域化 - 离域化变化，这是一种电荷密度分布实空间拓扑中从间隙中心到原子中心的转变，与标准拓扑理论中的能带反转截然不同。新机制规避了限制 TI 带隙的障碍。我们展示了一种传统判定为平庸但拥有超过 6.13 eV 巨大带隙的电子化合物中的鲁棒且普适的 MSS。该带隙大小约为已知“宽带隙”TI 最高记录的 6 倍，从而为具有巨大体能隙的普适 MSS 开辟了新途径。