Topological states in multi-orbital HgTe honeycomb lattices

Archive ouverte : Article de revue

Beugeling, W. | Kalesaki, E. | Delerue, Christophe | Niquet, Yann-Michel | Vanmaekelbergh, D. | Smith, C. Morais

Edité par HAL CCSD ; Nature Publishing Group

International audience. Research on graphene has revealed remarkable phenomena arising in the honeycomb lattice. However, the quantum spin Hall effect predicted at the K point could not be observed in graphene and other honeycomb structures of light elements due to an insufficiently strong spin-orbit coupling. Here we show theoretically that 2D honeycomb lattices of HgTe can combine the effects of the honeycomb geometry and strong spin-orbit coupling. The conduction bands, experimentally accessible via doping, can be described by a tight-binding lattice model as in graphene, but including multi-orbital degrees of freedom and spin-orbit coupling. This results in very large topological gaps (up to 35 meV) and a flattened band detached from the others. Owing to this flat band and the sizable Coulomb interaction, honeycomb structures of HgTe constitute a promising platform for the observation of a fractional Chern insulator or a fractional quantum spin Hall phase.

Consulter en ligne

Suggestions

Du même auteur

[Invited] Nanocrystal self-assembly as a route to atomically coherent 2D se...

Archive ouverte: Communication dans un congrès

Evers, W.H. | 2013-06-06

International audience

Pushing the limit of lithography for patterning two-dimensional lattices in...

Archive ouverte: Communication dans un congrès

Franchina Vergel, Nathali Alexandra | 2021-04-08

International audience. Building two-dimensional lattices in semiconductor quantum-wells offers the prospect to design distinct energy-momentum dispersions, including conical intersections and nondispersive bands. H...

Theoretical investigation of the phonon-limited carrier mobility in (001) S...

Archive ouverte: Article de revue

Li, Jing | 2016

International audience. We calculate the phonon-limited carrier mobility in (001) Si films with a fully atomistic framework based on a tight-binding (TB) model for the electronic structure, a valence-force-field mod...

Du même sujet

L' attachement, un départ pour la vie / Yvon Gauthier, Gilles Fortin et Glo...

Livre | Gauthier, Yvon (1927-....). Auteur | 2009

La guerre des métaux rares : la face cachée de la transition énergétique et...

Livre | Pitron, Guillaume (1980-....). Auteur | 2023 - Édition actualisée et augmentée

"Transition énergétique, révolution numérique... Politiques, médias et industriels nous promettent un monde enfin affranchi du pétrole, des pollutions, des pénuries et des tensions militaires. Cet ouvrage, fruit de six années d'en...

Le droit social à vocation environnementale : vecteur de durabilité de l'en...

Livre | Casado, Arnaud (1986-....). Auteur | 2024

Le XXIe siècle sera écologique, ou ne sera plus. Afin de ne pas juste mettre en œuvre une transition écologique, mais d'œuvrer pour une transition juste, le droit social à vocation environnementale (D.SAVE) offre un nouveau vecteu...

L' illusion de la finance verte / Alain Grandjean, Julien Lefournier

Livre | Grandjean, Alain (1955-....) - économiste. Auteur | 2021

"Obligations vertes", "fonds responsables"... Une partie de la finance prétend favoriser la transition écologique et énergétique, voire sauver le monde. Mais cette finance verte peut-elle être autre chose qu'un mirage ? À l'image ...

Géopolitique et transition énergétique. 1, Les fondamentaux / Jean-Pierre F...

Livre | Favennec, Jean-Pierre. Auteur | 2022

"Le secteur de l'énergie connait des transformations sans précédent. Alors qu'il y a 20 ans, la préoccupation majeure était de disposer de suffisamment de pétrole et de gaz, aujourd'hui les responsables politiques sont confrontés ...

L' impasse collaborative : pour une véritable économie de la coopération / ...

Livre | Laurent, Éloi (1974-....) - économiste. Auteur | 2018

Notre époque est marquée par un paradoxe : nous vivons simultanément le règne de la collaboration et le recul, peut-être même le déclin, de la coopération. Le problème est général et profond : la coopération est aujourd’hui dévoré...

Chargement des enrichissements...