自旋轨道耦合晶体中的分数角电荷

我们研究了受时间反演和晶体对称性保护的二维自旋绝缘态。为了表征这些相，我们采用了角电荷分数化的概念：角落可以携带电荷，且其数量是电荷整数倍的分数。只要所有对称性得到保留，这些电荷就是量子化的和拓扑稳定的。我们对所有点群的不同角电荷配置进行了分类，并将其与相应的体拓扑相匹配。为此，我们采用了对称性指标和（嵌套的）威尔逊环不变量。我们提供了公式，以便从布洛赫波函数便捷地计算角电荷，并利用砷和锑单层的例子说明我们的结果。根据结构翘曲的程度，这些材料可以展现两种不同的受阻原子极限。我们展示了开放薄片的密度泛函理论计算，以支持我们的发现。