journal article·2019

Topological phase transition induced by p x,y and p z band inversion in a honeycomb lattice

Huisheng Zhang, Yaohui Ning, Wenjia Yang, Ruiqiang Zhang, Xiaohong Xu

Nanoscale· Volume 11· Issue 29
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Abstract

The search for more types of band inversion-induced topological states is of great scientific and experimental interest. Here, we proposed that the band inversion between px,y and pz orbitals can produce a topological phase transition in honeycomb lattices based on tight-binding model analyses. The corresponding topological phase diagram was mapped out in the parameter space of orbital energy and spin-orbit coupling. Specifically, the quantum anomalous Hall (QAH) effect could be achieved when ferromagnetism was introduced. Moreover, our first-principles calculations demonstrated that the two systems of half-iodinated silicene (Si2I) and one-third monolayer of bismuth epitaxially grown on the Si(111)-√3 ×√3 surface are ideal candidates for realizing the QAH effect with Curie temperatures of ∼101 K and 118 K, respectively. The underlying physical mechanism of this scheme is generally applicable, offering broader opportunities for the exploration of novel topological states and high-temperature QAH effect systems.
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Research context

OpenAlex topics: Topological Materials and Phenomena · Graphene research and applications · 2D Materials and Applications

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Key Laboratory of Magnetic Molecules and Magnetic Information Materials of the Ministry of Education

Research Institute of Materials Science

and College of Physics and Electronic Information

Shanxi Normal University

Linfen 041004

Funding

National Basic Research Program of China · National Natural Science Foundation of China · Fudan University

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