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 parent-enfant : de la théorie à la pratique / Jacinthe Emery

Livre | Emery, Jacinthe (1970-). Auteur | 2016

Horizons climatiques : rencontre avec 9 scientifiques du GIEC / scénario, I...

Livre | Dion, Iris-Amata (1992-....). Auteur | 2024

"Comprendre les enjeux du réchauffement : l'état des connaissances sur les changements climatiques. Leurs causes et leurs impacts sont évalués depuis plus de 30 ans par le Groupe d'Experts Intergouvernemental sur l'Évolution du Cl...

Humus / Gaspard Koenig

Livre | Koenig, Gaspard (1982-....). Auteur | 2023

Deux étudiants en agronomie, angoissés comme toute leur génération par la crise écologique, refusent le défaitisme et se mettent en tête de changer le monde. Kevin, fils d'ouvriers agricoles, lance une start-up de vermicompostage ...

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...

La fulgurante recréation : des nouveaux lieux et sentiers pour la réinventi...

Livre | Giorgini, Pierre. Auteur | 2016

L' économie circulaire : stratégie pour un monde durable / Rémy Le Moigne

Livre | Le Moigne, Rémy. Auteur | 2018 - 2e édition [entièrement refondue]

La raréfaction des ressources est l'un des prochains défis auquel l'humanité doit faire face. Le modèle de l'économie linéaire "extraire, fabriquer, utiliser puis jeter", trop longtemps optimisé, s'avère peu efficace. Plus essenti...

Chargement des enrichissements...