本文以传播知识为目的，如有侵权请后台联系我们，我们将在第一时间删除。2024年11月7日，Phys. Rev. Lett.在线发表了首尔国立大学Bohm-Jung Yang课题组的研究论文，题目为《Quantum Valley Hall Effect without Berry Curvature》。![]()
量子谷霍尔效应（QVHE）以谷Chern数（VCN）为特征，即对于给定的谷，一维（1D）手性金属态保证出现在具有相反VCN的两个畴之间的畴壁（DW）上。尽管在QVHE的情况下，体系的总Berry曲率（BC）为零，但只要谷间散射可以忽略不计，BC在每个谷周围局域分布就可以很好地定义VCN。
在此研究中，作者提出了一种新的谷依赖拓扑现象，当BC在每个动量处严格为零时发生。这种零Berry曲率（ZBC）QVHE的特征是谷Euler数（VEN），它是通过在具有时空反演对称性的二维（2D）体系中对给定谷周围的Euler曲率进行积分来计算的。当DW构型保持相对于DW的镜像对称性或DW时空反演和手性对称性的组合时，一维螺旋金属态可以在具有相反VEN的两个畴之间的DW处受到拓扑保护。研究确立了ZBC QVHE的基本起源。此外，通过结合紧束缚模型研究和第一性原理计算，研究提出了包括h-BX（X = As，P）和大角度的转角双层石墨烯在内的堆叠六方双层晶格作为具有由VEN保护的鲁棒螺旋DW态的候选体系。
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图1 (a) AA'堆叠蜂窝双层的晶格结构和相关布里渊区；(b) 零Berry曲率量子谷霍尔效应(ZBC QVHE)的能带结构演化示意图
图2 (a) 具有My和C2z对称性的畴壁构型(DWC)；(b-d) h-BAs、h-BP和h-BN的体相能带结构和Euler曲率分布；(e-g) h-BAs、h-BP和h-BN的DW模式
图3 无电场和有电场的DW色散
Ghadimi, R., Mondal, C., Kim, S. et al. Quantum Valley Hall Effect without Berry Curvature. Phys. Rev. Lett., 2024, 133, 196603. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.196603
【其他相关文献】
[1] Yu, Z., Guan, S., Sheng, X. et al. Valley-layer coupling: A new design principle for valleytronics. Phys. Rev. Lett., 2020, 124, 037701. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.037701[2] Yao, W., Xiao, D. & Niu, Q. Valley-dependent optoelectronics from inversion symmetry breaking. Phys. Rev. B, 2008, 77, 235406. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.77.235406![]()
