Unconventional superconductivity in a doped quantum spin Hall insulator

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Abstract

A monolayer of jacutingaite (Pt2HgSe3) has recently been identified as a novel quantum spin Hall insulator. By first-principles calculations, we study its Fermiology in the doped regime and unveil a type-I and type-II van Hove singularity for hole and electron doping, respectively. We find that the common link between the propensity for a topological band gap at pristine filling and unconventional superconductivity at finite doping roots in the longer ranged hybridization integrals on the honeycomb lattice. In a combined effort of random phase approximation and functional renormalization group, we find chiral d-wave order for the type-I and odd-parity f-wave order for the type-II regime.

X. Wu, M. Fink, W. Hanke, R. Thomale and D. Di Sante, Phys. Rev. B 100, 041117(R) (2019)

*This work was funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation) – Project-ID 258499086 – SFB 1170 (Project B06) and by the Dresden-Würzburg Center for Topological Quantum Matter Research (ct.qmat).

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Presenters

  • Domenico Di Sante

    • University of Wurzburg
    • University of Wuerzburg (Germany)
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg

Authors

  • Domenico Di Sante

    • University of Wurzburg
    • University of Wuerzburg (Germany)
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg

  • Xianxin Wu

    • Institute for Theoretical Physics, University of Wuerzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg
    • Physics department, Pennsylvania State University
    • University of Wurzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg

  • Mario Fink

    • Institute for Theoretical Physics, University of Wuerzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg

  • Werner R Hanke

    • Institute for Theoretical Physics, University of Wuerzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg
    • Universität Würzburg, Germany

  • Ronny Thomale

    • University of Wurzburg
    • Institute for Theoretical Physics, University of Wuerzburg
    • Theoretical physics I, University of Wuerzburg
    • University of Wuerzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg
    • Physics department, University of Wuerzburg
    • Institut für Theoretische Physik und Astrophysik, University of Würzburg
    • Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Wurzburg