钙钛矿衍生的4d和5d氧化物褶皱蜂窝晶格中的陈绝缘体相与Z2拓扑绝缘相

摘要： 基于包含库仑排斥参数U的密度泛函理论计算，我们研究了(X=4d与5d阳离子)的(LaXO3)2/(LaAlO3)4(111)异质结构的拓扑性质。在保持P321对称性的亚稳态铁磁相中，LaTcO3和LaPtO3分别以C=2和1的陈绝缘体(CI)形式出现，在LaAlO3横向晶格常数下具有41和38 meV的带隙。贝里曲率、自旋纹理及边缘态为CI态的本质提供了更多见解。当X=Tc时，CI相在拉伸应变下进一步稳定；而当X=Pd和Pt时，横向晶格常数从aLAO增大至aLNO会发生位点歧化。X=Pt的CI相对哈伯德U参数表现出强依赖性，较高U值导致的能隙开启机制改变会引起符号反转。我们讨论了与先前研究的(X2O3)1/(Al2O3)5(0001)蜂窝状刚玉层的相似性。此外，非磁性体系X=Mo和W被确认为aLAO下潜在的Z2拓扑绝缘体候选材料，其带隙分别为26和60 meV。计算得到的边缘态和Z2不变量证实了这些非平庸拓扑特性。