近日，星空在线登录,星空（中国）任俊峰教授团队在应用物理领域国际顶级期刊《Applied Physics Letters》上发表了题为“Realization of Yin–Yang kagome bands and tunable quantum anomalous Hall effect in monolayer V₃Cl₆”的学术论文。山东师范大学为唯一论文署名单位，硕士研究生陈凡政为第一作者，任俊峰教授为通讯作者。

量子反常霍尔效应（QAHE）的实现有助于下一代低功耗电子器件和自旋器件的发展，kagome晶格材料由于其电子结构中存在kagome能带成为研究QAHE的重要平台。然而，具有kagome能带的材料非常稀少。作者基于紧束缚(TB)模型，通过设置具有相反符号的最近邻跃迁积分，提出了一种存在两个稳定的对映kagome能带为特征的阴阳kagome能带结构，作者进一步通过设计单层V₃Cl₆验证了TB模型。在V₃Cl₆中，三个V原子位于不同的配位环境中，因此它们的两个正交d轨道之间可以实现相反的跃迁积分。作者研究发现，在考虑自旋轨道耦合后，单层V₃Cl₆中的两个对映平带具有相反的陈数。通过掺杂空穴或调整磁化方向可以调控陈数和拓扑性质，因此能够在单层V₃Cl₆中实现可调的QAHE。这项工作为实现阴阳kagome能带结构和实现其可调的QAHE提供了一条可行的途径。

图1.(a) 单层V₃Cl₆的晶格结构示意图。(b) 单层 V₃Cl₆ 中d_xz轨道和d_yz轨道在三个 V 原之间跃迁示意图。(c) 不考虑自旋轨道耦合下基于TB模型的阴阳kagome能带结构。（d）考虑自旋轨道耦合下基于TB模型的阴阳kagome能带结构。

以上研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金及山东省高等学校青创科技计划项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0221779