相较于陈数固定为1的量子反常霍尔效应 (Quantum Anomalous Hall Effect,QAHE),可调节的高陈数QAHE更有利于其实际应用. 为此, 本文提出在圆偏振光的驱动下, 二维k3-Rashba自旋轨道耦合 (Rashba spin-orbit coupling, RSOC) 系统中可产生有效的能带反转项, 从而打开一个有限的能隙, 配合上其独特的k3-RSOC, 能够实现高陈数 (C=3) QAHE. 值得注意的是, 当改变圆偏振光入射的强度与极角时, 系统能够在不同陈数, 即C=0,1,3之间切换. 开边界下的能带图证实了上述的结论, 根据体-边对应关系, 在体能隙内对应有C个手性边缘态 (Chiral Edge States,CES). 此外切换圆偏振光的偏振方向, 也能够实现C=-1与-3的QAHE. 高陈数的QAHE在实现量子极限下无能量耗散输运方面具有关键作用, 本研究为其应用提供了一个可行的理论方案. 而利用外场调控系统陈数的转变,不仅拓展了调控自由度,也有助于进一步发挥拓扑物态的优越特性.
Chen et al. (Sun,) studied this question.