Topological magnetic excitations
拓扑性质在未来的研究和技术中发挥着越来越重要的作用。这也适用于拓扑磁激励领域，该领域最近已成为一个非常活跃和广泛的领域。在这篇透视文章中，我们深入了解了当前的理论和实验研究，并对未来的研究方向进行了展望。
2022-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of topological excitations and metal-insulator transition in reentrant integer quantum Hall effect
可重入整数量子霍尔效应（RIQHE）是由于电子晶体的形成。我们分析和数值计算表明，在这些晶体中的电荷密度分布在附近的带电缺陷的拓扑纹理强烈地减少载流激发所需的能量。该理论定量地解释了RIQHE态中实验观察到的绝缘体-金属尖锐跃迁。RIQHE中的绝缘体到金属的转变表现为拓扑带电缺陷的热力学非束缚转变。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Dynamical topological excitations in parafermion chains
多体系统中的拓扑激发是现代凝聚态物理的基石之一。特别是，parafermions是难以捉摸的分数激发可能出现在分数量子霍尔超导结，并代表了分数量子物质的主要里程碑之一。在这里，通过使用张量网络和核多项式技术相结合，我们证明了零模和有限能量激发的出现在多体parafermion链。我们显示的外观零能量模式的拓扑parafermion链的边缘的多体谱函数，它们与系统的拓扑简并的关系，我们比较它们的物理与拓扑超导体的Majorana束缚态。我们证明了关于各种扰动的parafermion拓扑模式的鲁棒性，我们展示了弱耦合parafermion链如何引起间隙激发。我们的结果证实了张量网络方法在研究相互作用的仿费米子链动力学激发方面的通用性，并突出了仿费米子模型中拓扑模的鲁棒性。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Excitations in Magnetic Materials
在这项工作中，我们提出了一个新的路线来描述通过一个单一的实标量场的磁系统中的拓扑激发。我们在这里表明，在两个空间维度的球对称结构，映射在磁性材料中的螺旋激发，承认这种提法，并可用于模拟Skyrmion在磁性材料中的结构。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological Magnon-Phonon Hybrid Excitations in Two-Dimensional Ferromagnets with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维铁磁体中的磁振子-声子混合激发。混合激发，这是被称为磁振子极化子的散装带，分析表明是拓扑非平凡的，拥有有限的陈数。我们还证明了磁振子极化子带的陈数和带交叉线的数目可以通过外加磁场来控制。对于实验，我们建议使用热霍尔电导率作为探针的磁振子极化子的有限Berry曲率。我们的研究结果表明，一个简单的铁磁体上的正方形晶格支持拓扑非平凡的磁振子极化子，推广拓扑激发在传统的磁系统。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Excitations in Double-Layer Quantum Hall systems
具有自发破缺对称性的双层量子霍尔系统由于层间强相干性而表现出一种新颖的多体量子霍尔效应。当层间距接近临界值时，量子涨落会破坏层间相干性，量子霍尔效应消失。在Hartree-Fock-RPA理论框架内，我们计算了由于量子涨落引起的重整化同位旋刚度$ρ_s$.由此得到的拓扑激发的活化能与最近的实验结果定性一致。
1997-04-03 cond-mat.mes-hall
Nonlinear localized excitations in a topological ferromagnetic honeycomb lattice
理论上研究了具有第二近邻Dzialozinskiii-Moriya相互作用的Heisenberg蜂窝铁磁体中的非线性局域激发，并证明了这种相互作用具有拓扑能带结构.利用含时变分原理，得到了Glauber相干态表象下系统的运动方程。利用半离散多尺度方法，得到了不同类型的非线性局域激发，结果表明，在Heisenberg蜂窝铁磁体中，既可能存在二维离散呼吸子，也可能存在体隙孤子。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall
Topological phases and fractional excitations of the exciton condensate in a special class of bilayer systems
研究了一类特殊的电子-空穴双层系统中零温极限下的激子凝聚。在自洽平均场近似下，我们发现电子层和空穴层中的Rashba自旋轨道相互作用可以诱导出p \pm ip或p对态，这取决于重叠铁磁薄膜的不同磁化强度.相应地，拓扑非平凡或平凡的阶段出现。此外，在拓扑非平凡相，U（1）涡旋的准粒子激发与分数量子数有关，并服从阿贝尔统计。
2012-01-01 cond-mat.mes-hall
Spin-charge separation of plasmonic excitations in thin topological insulators
我们讨论了拓扑绝缘体薄板中的等离子激元激发。在两层表面态没有杂化且电子密度相同的情况下，顶层和底层之间的静电耦合导致光和声等离子体激元，它们是纯粹的电荷和自旋集体振荡。然后，我们认为最近关于Bi 2Se 3的等离子体激元激发的实验[Di Pietro等人，Nat. Nanotechnol. 8，556（2013）]必须通过包括两个表面下方的耗尽层的二维电子气的电荷响应来解释。我们还提出了一个分析公式来拟合他们的数据。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall
Spin-plasmons in topological insulator
研究了三维强拓扑绝缘体表面螺旋电子液体中的集体等离子体激元激发。这些激发的性质和内部结构进行了研究。由于拓扑绝缘体表面上的螺旋液体中的自旋动量锁定，集体激发应该表现为耦合的电荷和自旋密度波。
2011-07-23 cond-mat.mes-hall
Composite Topological Excitations in Ferromagnet-Superconductor Heterostructures
本文研究了由铁磁层和超导层耦合而成的混合系统中一种新型复合拓扑激发--斯基尔米恩-涡旋对（SVP）的形成。超导体中的自旋-轨道相互作用介导了涡旋和skyrmion之间的磁电耦合，其符号（吸引或排斥）取决于组分的拓扑指数。我们确定的条件下，形成一个绑定的SVP，并通过分析估计和数值模拟的有效结合势的范围和深度的特征。此外，我们开发了一个半经典的描述的耦合skyrmion涡旋动力学和讨论如何SVPs可以通过施加自旋电流控制。
2016-07-09 cond-mat.mes-hall
Nonperturbative Topological Model of Synergistic Phase of 2D Electron Gas Induced by Microwave Excitation
在静态磁场B和强微波辐射下，高迁移率二维电子系统（2DES）中“零”（指数小或热激活）电阻态（ESRS）的协同形成引起了极大的兴趣。强（玻璃状）无序显然稳定了新的协同相，这可以准确地描述了一个非微扰（非多项式）微观拓扑结构模型。该模型包含了许多新的功能，所产生的强相关性，纳米相分离，和准一维背散射。
2004-02-04 cond-mat.mes-hall
Chiral topological phases and fractional domain wall excitations in one-dimensional chains and wires
根据拓扑绝缘体的一般分类，存在可以支持任意数目拓扑相的一维手征（子晶格）对称系统。我们在磁场中引入了一个具有自旋轨道耦合的锯齿形费米子链，并确定了三个不同的拓扑相。零模式的激发，本地化的相边界，被细分：两个相边界支持$\pm e/2$的电荷状态，而支持$\pm e$和中性激发的边界之一。此外，一个有限的链表现出$\pm e/2$边缘状态的三个阶段的两个。我们解释了所研究的系统如何推广的Peierls扭曲聚乙炔模型，并讨论了可能的实现在原子链和量子自旋霍尔线。
2011-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Hermitian many-body topological excitations in interacting quantum dots
量子点是量子工程中典型的固态系统之一，为探索基本量子现象提供了卓越的可调谐性。在这里，我们表明，非厄米多体拓扑模式可以实现在一个量子点链，通过利用一个门可调调制的耗散，他们出现纯粹是因为非厄米性。通过精确对角化和张量网络两种方法精确求解非厄米相互作用描述，我们证明了这些拓扑模式即使在存在强相互作用的情况下也是鲁棒的，从而得到强关联的拓扑多粒子态.我们的研究结果提出了量子点阵列作为一个平台，工程非厄米多体拓扑模式，并强调非厄米拓扑的弹性电子相互作用。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall
Ultrafast excitation and topological soliton formation in incommensurate charge density wave states
拓扑孤子是在公度密度波态中的一种非微扰激发，它连接简并的基态。在无公度密度波态中，基态是连续简并的，拓扑孤子被认为是与微扰相子激发光滑连接的。研究了具有无公度电荷密度波基态的一维链中光激发电子-空穴对的超快非平衡动力学。时间分辨的演化揭示了集体模的微扰激发和非微扰拓扑相变，由于创建新的拓扑孤子，连续的复序参量的振幅和相位是必不可少的。我们确定了非平凡的相位缠绕孤子在复杂的平面上唯一的非平衡态，并捕获它的低能量有效模型。微扰的时间间隙振荡和间隙内的孤子态进入与光谱测量相关的光导吸收边和光谱密度，提供了与实际实验的具体联系。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Collective excitations on a surface of topological insulator
研究了三维拓扑绝缘体表面螺旋电子液体中的集体激发。螺旋液体中的电子服从无质量无粒子的类狄拉克方程，其自旋方向严格由其动量决定。由于这种自旋动量锁定，系统中的集体激发表现为耦合的电荷和自旋密度波。我们发展了螺旋液体中自旋等离子体激元的量子场论描述，并研究了它们的性质和内部结构。计算了自旋等离子体激元激发时系统的自旋极化率。我们还考虑了自旋等离子体激元对磁性杂质和非磁性杂质以及外电势的散射，并表明散射主要发生在两个旁瓣中。与狄拉克电子气在石墨烯的类比进行了讨论。
2011-10-18 cond-mat.mes-hall
Fractional topological excitations and quantum phase transition in a bilayer 2DEG adjacent to a superconductor film
研究了与具有钉扎涡旋晶格的第二类超导体薄膜相邻的双层二维电子气。我们发现，随着层间隧穿的增加，半填充系统呈现出三个相：带隙相I（拓扑绝缘体），无隙临界相II（金属），带隙相III（带绝缘体）。相位I/III的霍尔电导为2/0 $e^{2}/h$，并且在相位II中具有非量化值。由于系统的拓扑性质，这三个相的激发（对拓扑缺陷的响应，局部涡旋缺陷）表现出不同的行为，包括相I中每一层的分数电荷$e/2$。而在四分之一填充的情况下，系统经历了从金属相到拓扑绝缘体相的量子相变（伴随分数电荷$e/4$的激发）。
2009-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
On geometry-dependent vortex stability and topological spin excitations on curved surfaces with cylindrical symmetry
本文研究了圆柱对称曲面上的海森堡模型。两种激励被认为是。第一个是由各向同性制度，产生sine-Gordon方程和$π$ -孤子的预测。第二个由XY模型给出，导致围绕表面旋转的涡流。螺旋态也被考虑，但是，拓扑参数不能用来确保其稳定性。能量和各向异性参数，稳定的涡状态显式计算两个表面：悬链面和双曲面。结果表明，各向异性和涡旋能量依赖于下垫面的几何形状。
2013-03-26 cond-mat.mes-hall
Influence of topological excitations on Shapiro steps and microwave dynamical conductance in bilayer exciton condensates
在双层系统中的总填充因子$ν_T=1$的量子霍尔态实现了激子凝聚体，并表现出零偏压隧穿异常，类似于波动存在下的约瑟夫森效应。与传统的约瑟夫森结相比，由于无序诱导的拓扑缺陷，即所谓的meron，没有观察到夫琅禾费衍射图案。我们考虑在微波辐射的存在下的层间隧穿，并发现夏皮罗步骤的隧穿电流-电压特性，尽管存在的merons。此外，约瑟夫森振荡也可以观察到的微波动态电导的谐振功能。
2012-07-30 cond-mat.mes-hall
Topological Entanglement in Abelian and non-Abelian Excitation Eigenstates
迄今为止，人们一直从基态波函数的角度研究物质拓扑相中的纠缠。相比之下，我们证明了分数量子霍尔系统的\emph{excitations}也包含信息，以确定系统的拓扑顺序。基于量子准空穴（QH）相对于纠缠切割的相对位置，给出了QH激发的纠缠谱，并将其与共形场论（CFT）扇区区分开来.对于Read-Rezayi模型态以及库仑相互作用本征态，在热力学极限下的QH纠缠能级的计数与CFT计数完全匹配，并且当非阿贝尔准空穴相继穿过纠缠切割时发生扇区变化。
2011-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Effect of Surface Plasmon Excitation in Gapped Isotropic Topological Insulator Nanowires
从轴子电动力学和修正的本构关系出发，对拓扑非平凡圆柱核与拓扑平凡周围材料界面处的表面等离子体激元（SP）进行了理论研究.我们发现拓扑效应总是导致SP能量的红移，而能量的红移随着核直径的减小而单调减小。基于经典微扰理论给出了一个定性的图像来解释这些现象，我们还推断，为了加强移动，两种材料的介电常数的倒数之间的差异应增加。我们还发现，周围的磁环境抑制拓扑效应。所有这些特征都可以用一个简单的反射表面波很好地描述，它与全电磁本征模很好地一致。此外，通过高分辨电子能量损失谱图像测量，得到半导体Bi_2Se_3纳米粒子的体等离子体激元能量为ω_{P}=17.5 \pm 0.2eV。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall
Photonic simulation of topological excitations in metamaterials
具有拓扑有序性的凝聚态系统和具有左手手性的超材料是近年来物理学和光学领域的研究热点。到目前为止，这两个领域是独立的，没有工作来解决他们的联系。在这里，我们建议建立在凝聚态系统的拓扑秩序和超材料的手征之间的关系，明确映射麦克斯韦方程组的狄拉克方程在一维。本文报道了一种在Dirac方程中实现能带反转的实验方法，这种方法伴随着电磁波在异向介质中的手征性变化，并首次在微波中测量了一维空间中的拓扑激发和拓扑相位。我们的发现提供了一个原理证明的例子，在超材料中的电磁波可以用来模拟在受控的实验室环境中的凝聚态系统的拓扑秩序和相对论量子力学中的量子现象。
2012-11-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological bosonic Bogoliubov excitations with sublattice symmetry
本文通过将玻色 Bogoliubov-de Gennes 系统约化为粒子数守恒模型，揭示隐藏的子晶格对称性与 AIII 拓扑类，并用一维模型及关联函数测量验证拓扑激发。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiphoton excitation and high-harmonics generation in topological insulator
研究了三维拓扑绝缘体表面金属载流子与相干电磁辐射的多光子相互作用。本文发展了一个描述强波与金属载流子非线性相互作用的多体库仑微观理论。数值求解了带间极化和载波占用分布的积分微分方程组。研究了太赫兹波泵浦下二维无质量载流子费米-狄拉克海的多光子激发。结果表明，在中等强度的泵浦光场中，伴随着多光子带内/带间跃迁，产生了高次谐波的强辐射。
2017-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast Optical Excitation of a Persistent Surface-State Population in the Topological Insulator Bi2Se3
利用飞秒时间和角度分辨光电子能谱研究了拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的非平衡动力学行为。我们研究了p型Bi_2Se_3，其中金属狄拉克表面态和体导带未被占据。光学激发导致在体导带边缘处的亚稳态布居，其供给表面态的非平衡布居，该非平衡布居持续>10ps。这种具有自旋纹理的金属狄拉克表面态的异常长寿的人口可能会提供一个驱动瞬态自旋极化电流的通道。
2012-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Magneto-Optical Effects in Topological Insulators: Excitation Near the Absorption Edge
本文研究了时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体表面态的相干光学，发展了强电磁场驱动下的动态霍尔效应理论。光学斯塔克效应的影响作为对所产生的法拉第$θ_F$和克尔$θ_K$旋转中的光场的非线性依赖而进入。发现这种非线性校正随交流强度的增加而减小$θ_F$。电场，而$θ_K$表现出非单调行为。我们还评估了弛豫和失相的霍尔和磁光响应的影响时，频率失谐是可比的逆寿命的传导电子。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Topological defects and Goldstone excitations in domain walls between ferromagnetic quantum Hall effect liquids
结果表明，在由非均匀裸塞曼分裂$ε_{Z}$产生的多畴结构系统中，铁磁量子霍尔效应液体的低能谱是由畴间壁的激发形成的.对于台阶状$ε_Z(r)$，畴壁谱包括具有线性色散的自旋波和由于自旋-轨道耦合引起的小间隙，以及低能拓扑缺陷。后者是带电的，并且在提供通过畴壁网络的渗透的条件下，可以在传输中占主导地位。
1999-01-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Tunable Intrinsic Plasmons due to Band Inversion in Topological Materials
能带反转在拓扑绝缘体和拓扑半金属中产生了丰富的物理效应。研究发现，具有墨西哥帽色散的反向能带结构可以增强带间关联，从而导致强的本征等离子体激元激发。它的频率范围从几个$\mathrm{meV}$到几十个$\mathrm{meV}$，并且可以通过外场进行有效的调谐。电子-空穴不对称项将等离子体激元激发的峰分裂成双峰。这种等离子体激元激发的命运和性质也可以作为探针来表征即使在轻掺杂系统中的拓扑相。我们数值模拟了带反转对三维强拓扑绝缘体，V-或Cr-掺杂（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$，支持量子反常霍尔态的磁掺杂薄膜中的等离子体激元激发的影响。因此，我们的工作揭示了一些新的光拓扑材料在等离子体激元的潜在应用。
2017-12-02 cond-mat.mes-hall
Optical excitations and disorder in two-dimensional topological insulators
本研究围绕拓扑绝缘体这一首个被发现的拓扑相，采用多种模型并重点关注铋基化合物，评估其光伏应用可行性，同时探究结构无序对其性质的影响，兼具基础研究与技术探索价值。
2025-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
New topological excitations and melting transitions in quantum Hall systems
我们发现了二维电子在量子霍尔区的一种新的拓扑激发。电阻率的应变依赖性被示出为改变符号时，交叉填充因子指定的边界的可重入整数量子霍尔效应（RIQHE）状态。这一观测结果违反了被认为是造成RIQHE的电子泡的已知对称性。我们从理论上证明了电子泡在电荷缺陷附近被拉长，并形成有限大小的织构。计算证实，纹理降低了能量的激发。这些纹理在具有（缺少）一个额外电子的缺陷周围形成刺猬（涡旋），导致显著的应变依赖电阻率，其在RIQHE的相对边界上改变符号。在低密度下，这些纹理形成绝缘的Abrikosov晶格。在密度足以导致纹理重叠，它们的相互作用所描述的XY模型和晶格熔化。这种熔化解释了在有限温度电导率测量中观察到的尖锐的金属-绝缘体转变。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall
Magnon boundary states tailored by longitudinal spin-spin interactions and topology
由于纵向自旋-自旋相互作用在磁性材料中普遍存在，因此探索拓扑结构与纵向自旋-自旋相互作用之间的相互作用是非常有趣的。在这里，我们研究的作用，纵向自旋自旋相互作用的拓扑磁振子激发。值得注意的是，即使是单磁振子激发，我们发现的拓扑边缘态和缺陷边缘态的二聚海森堡XXZ链的磁振子激发和它们的拓扑性质可以区分通过绝热量子输运。我们揭示了由纵向自旋-自旋相互作用引起的拓扑相变，其边界通过转移矩阵方法解析得到。对于多磁振子激发，偶磁振子束缚态总是拓扑平凡的，但奇磁振子束缚态可能是拓扑非平凡的，由于横向二聚化和纵向自旋-自旋相互作用之间的相互作用。对于二维自旋系统，纵向自旋-自旋相互作用导致缺陷角态、二阶拓扑角态和一阶拓扑边态共存。我们的工作为探索拓扑磁振子激发开辟了一条途径，并在拓扑磁振子器件中具有潜在的应用。
2023-01-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Magnetoelastic Excitations in Non-Collinear Antiferromagnets
研究了非共线反铁磁体磁弹性激发的拓扑性质。作为一个玩具模型，我们考虑了具有$120^\circ$ Nèel阶的三角形反铁磁体中的磁振子-声子耦合。我们发现，在面外磁场存在下，由磁振子和声子杂化而产生的磁振子-极化子带可以携带陈数，即使单个磁振子和声子带在拓扑上是平凡的.在磁振子带和声子带的反交叉区中引入了较大的Berry曲率，使声子带的Hall热导率重新正规化。为了计算磁振子极化子的Berry曲率和Chern数，通过将问题映射到玻色子Bogoliubov-de-Gennes（BdG）哈密顿量的对角化问题，给出了一个在不对角化声子哈密顿量的情况下对角化磁弹性哈密顿量的简单算法.这是必要的，因为如果我们从声子扇区已经对角化的磁弹性哈密顿量计算Berry曲率，则不能正确地捕获声子对Berry曲率的贡献。
2019-01-30 cond-mat.mes-hall
Spin-flip and spin-wave excitations in arbitrarily polarized quantum Hall states
利用费米子Chern-Simons规范理论，在低塞曼能量极限下研究了任意极化量子霍尔态的自旋翻转和自旋波激发.我们证明了自旋翻转关联函数不能被Chern-Simons规范场的涨落重整化。因此，给定整数量子霍尔态的激发与具有与整数量子霍尔态相同的分子的最低朗道能级中的分数量子霍尔态相同。完全和部分极化状态只具有自旋波激发，而自旋翻转激发是可能的所有状态，无论其极化。
1996-12-18 cond-mat.mes-hall
Helical Topological Superconducting Pairing at Finite Excitation Energies
本文提出在三维时间反演对称奇宇称多带超导体中，通过不同能带电子配对在有限激发能处实现可调的螺旋拓扑 Dirac 表面态，并建议了候选材料。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Long-lived elementary excitations and light coherence in topological lasers
将拓扑保护的手性光传输和激光放大相结合，产生了拓扑激光器，其操作不受制造缺陷和缺陷的影响，揭示了拓扑在新型非线性非厄米制度中的作用。本文研究了基于光子Half模型的拓扑激光器，该拓扑激光器选择性泵浦由饱和增益描述的手征边缘模。我们调查周围的平均场稳定状态和它们的后果的相干性的基本激发。特别是，我们表明，手性边缘模式的杂交引起长寿命的元激发，导致大的相位波动在发射光场和光相干性的降低。与拓扑平凡的激光器相比，元激发的寿命对拓扑激光器中的无序是鲁棒的。然而，寿命强烈地依赖于激射频率周围的边缘模色散。因此，寿命可以减少数量级的激光发射不同的边缘模式，导致抑制相位波动和更大的相干性的发射光。另一方面，振幅波动和二阶自相关函数同时适度增加。
2020-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Topological superconductor with a large Chern number and a large bulk excitation gap in single layer graphene
我们表明，一个二维拓扑超导体（TSC）可以实现在一个混合系统与传统的$s$波超导体邻近耦合到量子反常霍尔（QAH）状态从Rashba和交换效应在单层石墨烯。在狄拉克点附近具有非常低或甚至为零的掺杂，即，两个不等价的谷，该TSC具有大至4的陈数，其支持四个Majorana边缘模式。更重要的是，我们表明，该TSC具有强大的拓扑非平凡体激发间隙，它可以更大，甚至一个数量级大于邻近诱导的超导能隙。这种独特的性质为QAH绝缘体作为种子材料的应用铺平了道路，以实现强大的TSC和马约拉纳模式。
2016-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological spin excitations in Harper-Heisenberg spin chains
多体自旋系统代表了在强相互作用体系中实现物质涌现态的一个范例平台。自旋模型通常是在一维周期链中研究的，其晶格常数与原子间距离近似。然而，在冷原子装置或功能化扭曲范德华异质结构中，可以设计自旋物理的远程调制。在这里，我们表明，这样的超晶格调制在多体自旋哈密顿可以引起可观察到的拓扑边界模式的自旋链的激发光谱。在XY自旋- $1/2$链的情况下，这些边界模式源于与二维量子霍尔态的手征边缘模式的数学对应。我们的结果表明，多体相互作用的增加并不能缩小激发谱中的一些拓扑间隙，并且拓扑边界模式明显持续存在于各向同性海森堡极限。当自旋力矩增加时，这些观测结果得以实现，并且建立了该现象的大自旋极限。我们的研究结果表明，这样的自旋超晶格提供了一个有前途的路线，观察多体拓扑边界效应在冷原子设置和功能化扭曲范德华材料。
2019-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological dynamics and excitations in lasers and condensates with saturable gain or loss
我们分类的非线性饱和玻色子系统，显示一个非厄米电荷共轭对称性，实现了在最近一系列突破性的实验与激光和激子极化激元的保护和破坏的动力学解。特别是，我们表明，这些系统支持稳定的安全保护模式，反映了拓扑量子系统中的零模式的概念，以及安全保护的功率振荡，在线性情况下没有对应的。与线性系统中的拓扑相类似，保序解的数量和性质可以改变。在线性对应物中的光谱简并信号相变延伸到非线性背景下的分叉。由于分岔涉及到线性稳定性对初始条件变化的定性变化，因此受保护的解和相变也可以由拓扑激励来表征，这使它们与受保护的解分开。当人们将非线性增益或损耗引入到光谱对称玻色子系统中时，所规定的对称性自然出现，如我们所示的具有饱和增益的一维拓扑激光阵列和具有密度相关损耗的二维平带极化激元凝聚。
2018-08-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Helical Metal Inside a Topological Band Insulator
拓扑缺陷，如畴壁和涡旋，长期以来一直吸引着物理学家。一个新的扭曲被添加到量子系统中，如超流氦He $_3$的B相，其中涡旋与核心中的低能激发相关联。类似地，宇宙弦可能与传播的费米子模式有关。类似的现象会发生在具有大量拓扑缺陷的晶体固体中吗？在这里，我们表明，确实位错线与一维费米激发在“拓扑绝缘体”，一种新的带绝缘体被认为是实现在散装材料Bi $_{0.9}$ Sb $_{0.1}$。与常规量子线中的费米子激发相反，这些模式像量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态一样受到拓扑保护，并且不会因无序而散射。由于位错在实际材料中普遍存在，这些激发可以支配拓扑绝缘体中的自旋和电荷输运。我们的研究结果提供了一个新的路线，创造一个潜在的理想量子线在散装固体。
2008-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Resonant laser excitation and time-domain imaging of chiral topological polariton edge states
研究了激光驱动下拓扑极化激元系统中手征边缘态的动力学性质。使用由Karzig等人提出的具有手性耦合的拓扑平凡激子和光子组成的模型系统[Phys. Rev. X 5，031001（2015）]，我们研究了由激光脉冲驱动的该模型的晶格版本的实时动力学。通过分析的时间和动量分辨的光谱函数，测量的时间和角度分辨的光致发光在类比的时间和角度分辨的光电子能谱在电子系统中，我们发现，在带状几何的极化激元状态选择性地激发通过其与泵浦激光光子频率的共振。这种选择性激发机制与强激光泵浦和极化激元凝聚的必要性无关。我们的工作突出了时间分辨光谱作为一种补充工具，以实空间成像的拓扑边缘状态工程设备的调查潜力。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Theory of non-Abelian Fabry-Perot interferometry in topological insulators
非阿贝尔边缘激发的干涉测量是拓扑量子计算中的一个有用工具。在本文中，我们提出了一个理论的非阿贝尔边缘态干涉仪的三维拓扑绝缘体接近的s波超导体。在这个系统中的非阿贝尔边缘激发具有相同的统计在以前研究的5/2分数量子霍尔（Fractional quantum Hall，简称FWHH）效应和手征p波超导体。然而，我们所考虑的设置与这些系统之间存在关键差异，例如需要在带电和中性激励之间进行转换，以及非阿贝尔激励的中性。这些差异表现在电导的温度标度指数为-7/4，而不是5/2 μ H效应中的-3/2。
2009-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phasons and excitations in skyrmion lattice
基于集体坐标描述，从理论上研究了二维Skyrmion晶格的激发。从Skyrmion晶格的三螺旋表示出发，我们确定了描述低能激发为相子的正则坐标。相子激发谱有一个无带隙模式与二次色散和一个大规模的模式，与以前的研究一致。我们将证明存在另一种集体模控制着Skyrmion晶格的拓扑性质和稳定性，这种集体模的涨落导致晶格拓扑荷的屏蔽。讨论了屏蔽效应在微波吸收、拓扑霍尔效应和金属脱钉阈值电流中的实验意义。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin wave excitation in magnetic insulators by spin-transfer torque
研究了电流诱导自旋转移矩对磁性绝缘体中自旋波的激发。我们预测优先激发表面自旋波诱导的易轴表面各向异性与临界电流成反比的穿透深度和表面各向异性。表面模式大大降低了临界电流，提高了电流感生磁化动力学的激发功率。
2012-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle excitations in a one-dimensional interacting topological insulator: Application for dopant-based quantum simulation
研究了电子-电子相互作用对自旋Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型电荷激发谱的影响. SSH模型是一维体阻挡拓扑绝缘体的原型.鉴于最近在基于掺杂剂的量子模拟器的制造进展，我们专注于实验可检测的签名的相互作用的拓扑结构在有限格。为此，我们使用基于Lanczos的精确对角化来计算实空间中的单粒子谱函数，从而将局域态密度推广到相互作用系统。它的空间和光谱分辨率允许直接调查和识别的边缘状态。通过研究非相互作用极限，我们证明了边界上的拓扑能隙态对有限尺寸效应以及随机键和现场无序都是鲁棒的，这表明在硅中工程掺杂剂阵列中模拟SSH模型的可行性。虽然边缘激发成为零能量自旋的任何有限的相互作用强度，我们的分析表明，单粒子电荷激发的边界上的缺口。尽管拓扑保护的损失，我们发现，这些边缘激发是准粒子，只要它们保持在散装间隙。当临界相互作用强度超过$U_c\approx 5 t$时，边界上的准粒子失去了它们的相干性，这可以用边缘态和体态的合并来解释。这是在对比的多体边缘激发生存的强耦合的限制，在文献中建立。我们的研究结果表明，对于中等排斥相互作用的非平凡阶段的相互作用SSH模型可以通过剩余签名的拓扑单粒子状态使用单粒子局部测量技术，如扫描隧道光谱检测。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hybrid magnon -- Nambu-Goldstone excitations in topological superconductor/ferromagnetic insulator thin-film heterostructures
研究揭示了拓扑超导体/铁磁绝缘体异质结构中磁极与奈曼-戈尔登激发的耦合机制，为超导自旋电子学发展提供新动力。
2026-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Impurity-induced excitations in a topological two-dimensional ferromagnet/superconductor van der Waals moiré heterostructure
范德华异质结中拓扑超导态的出现为探索控制拓扑超导体的新策略提供了一个新的平台。特别是，范德华异质结构中的杂质，一般具有莫尔图案，可能会导致原子和莫尔长度尺度之间的独特相互作用，这是一般拓扑超导体中不存在的特征。在这里，我们解决的拓扑莫尔超导体上的非磁性杂质的影响，无论是在弱和强制度，考虑周期性阵列和单一杂质，否则原始的无限莫尔系统。我们证明了一个很好的杂质诱导模式和莫尔长度之间的相互作用，导致从根本上不同的光谱和拓扑性质取决于相对杂质的位置和莫尔长度。我们的研究结果突出了杂质在范德瓦尔斯异质结构中的关键作用，其特征在于莫尔图案，揭示了人工莫尔系统中长度和能量尺度之间的关键相互作用。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Exact Intrinsic Localized Excitation of an Anisotropic Ferromagnetic Spin Chain in External Magnetic Field with Gilbert Damping, Spin Current and PT-Symmetry
我们精确地得到了各向异性海森堡铁磁自旋链在含有Gilbert阻尼的恒定/可变外磁场中的单自旋内禀局域激发.我们还指出了如何在自旋转移纳米振荡器（STNO）的适当幅度的自旋电流项可以稳定的阻尼趋势。此外，我们展示了如何在最近提出的PT对称磁性纳米结构中维持这种激发。我们也简要地考虑更一般的自旋激发。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall nlin.SI
Topological spin excitations observed in a three-dimensional antiferromagnet
能带拓扑，或全球波函数结构，强制执行新的性质，在体和表面上的晶体材料，目前正在紧张的调查，为根本利益和其技术承诺。虽然非平凡拓扑性质的能带交叉首先在三维电子中研究，但基本的物理思想并不限于费米激发。事实上，实验已经证实了人工结构中存在电磁波拓扑带交叉的可能性。然而，在真实晶体中的基本玻色子激发，在环境压力和磁场下没有观察到表现出对应的情况，其中的困难部分是因为天然材料不能像人工结构那样精确地设计。在这里，我们使用非弹性中子散射揭示存在的拓扑自旋激发（磁振子）在三维反铁磁体，Cu 3 TeO 6，其特征在于一个独特的晶格的磁性自旋1/2铜离子。超越以前的理解，我们发现材料的自旋晶格具有各种交换相互作用，第九近邻之间的相互作用与最近邻之间的相互作用一样强。虽然理论分析表明拓扑磁振子带交叉的存在与模型细节无关，但Cu 3 TeO 6被证明非常有利于实验观察，因为它的光学磁振子由于高度互连的自旋网络和大的磁单元而在光谱上尖锐而强烈。所观察到的磁振子带交叉通常具有一种特殊类型的Z2拓扑结线的形式，这种结线尚未在费米子系统中找到，使磁振子系统成为探索新能带拓扑的肥沃土壤。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Wave Excitation in Magnetic Insulator Thin Films by Spin-Transfer Torque
我们描述了在绝缘磁性薄膜中，通过在薄膜表面注入自旋电流来激发偶极交换自旋波。易磁化轴磁表面各向异性可以诱导出非手征表面自旋波模式，其穿透深度与表面各向异性的强度成反比，这大大降低了临界电流，提高了激发功率。界面自旋波模式对激发谱的重要性被自旋泵浦降低，这取决于由自旋混合电导表示的界面的质量。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological classifications of quadratic bosonic excitations in closed and open systems with examples
根据闭系统运动方程的动力学矩阵和开系统林德布拉德方程的有效哈密顿量的对称性，分析了二次玻色系统的拓扑分类.虽然非厄米特动态矩阵和有效哈密顿量都导致十倍路表，但系统-储层耦合可能导致与储层耦合或不耦合的系统落入不同的类别。一个2D陈省身绝缘体被证明是不敏感的不同的分类。与此相反，我们提出了一个具有手征对称性的一维玻色子Su-Schrieffer-Heeger模型和一个具有时间反演对称性的二维玻色子拓扑绝缘体，以说明相应的开放系统可以分为不同的类别.
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Optical N-plasmon: Topological hydrodynamic excitations in Graphene from repulsive Hall viscosity
本研究提出石墨烯中源自排斥霍尔黏度的拓扑保护边缘激发光学N-等离激元，验证其与平庸边缘磁等离激元的本质差异，设计出超亚波长宽带拓扑流体动力学环行器，证实其可经介电环境调控，为排斥霍尔黏度提供证据并拓展二维材料拓扑电磁相应用。
2023-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
String operators for Cheshire strings in topological phases
本文研究了3+1D拓扑相中Cheshire弦的创建机制，证明其需要沿弦长度依次作用的线性深度线路，而其形变、移动和融合可通过有限深度线路实现，此要求适用于所有非平凡后裔激发。
2024-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Sources of quantized excitations via dichotomic topological cycles
本研究在一维拓扑绝热循环链中发现新型拓扑泵浦现象，推导了关联体陈数与转移电子数的高阶体边对应关系，通过K理论证明并以Rice-Mele模型示例，探讨了实验实现方案。
2023-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
