万彩网

　　氯化镧体材料1981年已经合成出来。计算表明该单层结构很容易被剥离，同时在室温下也很稳定。通过初性原理计算，我们揭示其具有面内铁磁基态，并且节点线简并态的轨道成分达到形成面内磁矩的要求。此外，面内磁矩在能量上具有各向同性特点，为实验上通过外磁场来调控面内磁矩方向提供了可能。

万彩网　　随后，我们系统研究了单层氯化镧的拓扑特性。该材料晶体结构对称性较高，当面内磁矩沿特定角度时，自旋轨道耦合会打开简并的二维节点线，并退化成垂直于磁矩方向的镜面上两个简并点，从而形成半金属相。然而，当面内磁矩沿其它角度时，体系不存在镜面对称性，自旋轨道耦合会在简并的节点线上每个点都打开带隙，从而实现量子反常霍尔效应。

　　进一步，量子反常霍尔效应对应的拓扑数是陈数，而这里陈数可以为 +1 或 -1。当面内磁矩方向跨过半金属相对应的特定角度，体系所对应的陈数就会反号。这意味着半金属相对应的就是拓扑相变的相变点。然后，还可以构造该体系的模型哈密顿量，借助紧束缚近似处理得到的结果与初性原理计算的结果严格相同，从而更进一步说明了单层氯化镧体系的拓扑特性。