二维p轨道复式格子中的拓扑能带数据集

寻找具有大间隙的量子自旋霍尔（QSH）和量子反常霍尔（QAH）绝缘体在基础研究和实际应用中都具有重要意义。蜂窝状晶格中的简并多轨道 p_x和p_y提供了一个QSH态的范例，其拓扑间隙在原子自旋轨道耦合的一级上得到显著提升。通过使用基本的能带表示方法，我们探讨了这一机制在通用二维晶格中实现QSH态的可行性，发现具有C_3v或C_4v对称性以及简并多轨道的双粒子晶格可能适用于该机制。此外，我们还在蜂窝、Kagome和方形晶格上提供了具体的紧束缚模型，以演示所需的拓扑物理现象。通过在QSH态中引入铁磁性，我们将这一机制扩展至具有增大间隙的QAH态。在费米能级处的整数量子填充下，蜂窝晶格可实现QSH和QAH态；而对于其他晶格结构，则需要在特定分数填充下实现。最后，我们简要讨论了可能支持此类机制的材料体系，为进一步的实验研究提供了方向。