Dielectric breakdown of Mott insulators in dynamical mean-field theory
利用非平衡动力学平均场论,计算了强电场作用下莫特绝缘体中电流随时间的演化,观察到虽然系统不断地被激发,但电流几乎与时间无关的准稳态的形成.在中等强度的磁场中,这种状态可以稳定很长时间。稳态电流表现出阈值行为作为场的函数,其中阈值随着库仑相互作用而增加,并且随着接近金属-绝缘体转变而消失。
2010-06-17 cond-mat.str-el
Breakdown of the Luttinger sum rule within the Mott-Hubbard insulator
在一维相互作用费米子的原型紧束缚模型中研究了Luttinger求和规则的有效性,t-V模型包括次近邻跳跃t',以打破粒子-空穴对称性。对半充满时有限系统结果的标度分析表明,在V >> t时,大能隙区的求和规则明显失效,而Mott-Hubbard能隙消失时求和规则似乎恢复。
2008-10-10 cond-mat.str-el
Photoinduced Hund excitons in the breakdown of a two-orbital Mott insulator
本文研究了双轨道莫特绝缘体的光致击穿和由此产生的金属态。利用含时密度矩阵重整化群,研究了半满双轨道哈伯德模型与共振辐射场脉冲相互作用的实时动力学.这种由双光子-holon对的产生引起的崩溃,被Hund交换所增强,它动态地激活了大的轨道波动。莫特绝缘体的熔化伴随着由高到低的自旋跃迁,伴随着反铁磁自旋涨落的减少。最值得注意的是,整体的时间响应是由光生激子的轨道特性,是由洪德耦合稳定。这些非传统的“洪德激子”对应于束缚自旋单线态轨道三重态doublon-holon对。我们研究激子的性质,如带宽,结合势,和尺寸内的半经典方法。光子态是由Hund激子和doublon-holon等离子体共存的结果。
2018-06-06 cond-mat.str-el
Breakdown of a Mott insulator -- non-adiabatic tunneling mechanism
通过数值求解一维多体波函数的含时薛定谔方程,得到了强电场驱动下强关联电子系统的含时非平衡性质.虽然绝缘体到金属的过渡依赖于电场和相互作用,金属化被发现是描述在一个通用的朗道-齐纳量子隧穿之间的多体水平。这些过程在小系统中引起电流振荡,而在较大系统中/在较长时间尺度上通过耗散产生有限电阻率。
2003-06-17 cond-mat.str-el
Many-body breakdown of indirect gap in topological Kondo insulators
我们表明,列入非局部相关效应的变分波函数的基态的拓扑安德森晶格哈密顿是能够描述拓扑平凡的绝缘相和非平凡的特征在于间接间隙,以及其关闭在过渡到金属相。该方法,虽然适用于一个过于简化的模型,从而捕捉金属和绝缘状态,确实观察到在各种近藤半导体,同时占拓扑非平凡的能带结构。
2016-09-01 cond-mat.str-el
Concealed Mott Criticality: Unifying the Kondo Breakdown and Doped Charge-Transfer Insulators
本研究提出隐藏的莫特临界性框架,统一解释重费米子近藤击穿与掺杂铜氧化物的量子临界点,通过玩具模型验证了费米面跳变与两侧质量增强的结论,符合实验观测。
2024-12-27 cond-mat.str-el
Dielectric breakdown of Mott insulators -- doublon production and doublon heating
利用动力学平均场论和无交叉近似方法研究了莫特绝缘体对直流强电场的响应。莫特绝缘状态的击穿是由场致双空穴对的产生触发的。在以前的研究中,参考文献[1],发现系统接近长寿命的准稳态,其中电流与时间无关,尽管载流子的数量不断增加。在这里,我们调查和澄清这种状态的性质,它的存在只是因为热化是缓慢的哈伯德模型在强耦合。电流是与时间无关的,因为双光子和空穴具有无限的温度分布。这一事实的证据是从光谱函数,并通过比较电流与场诱导的双空穴产生率。对实际实验的影响,在系统与能量耗散,进行了讨论。
2012-11-12 cond-mat.str-el
Crossover from bias-induced to field-induced breakdowns in one-dimensional band and Mott insulators attached to electrodes
利用非平衡格林函数理论研究了一维能带和莫特绝缘体模型在外加偏压V下的非平衡态及其电流-电压特性。我们将模型连接到金属电极上,其效果被纳入自能中。在Hartree近似下,自洽地计算了电子密度的调制和来自附加长程相互作用的标量势。对于长度为L_C的带模型和莫特绝缘体模型,偏置电压引起绝缘态的击穿,击穿阈值随L_C的变化而变化。它基本上由小于相关长度$ξ=W/Δ$的L_C的偏置$V_{th}\sim Δ$确定,其中W表示带宽,而$Δ$表示能隙。对于具有$L_C\gg ξ$的系统,阈值由电场$V_{th}/L_C$决定,这与朗道-齐纳型击穿$V_{th}/L_C\propto Δ^2/W$一致。我们证明了标量势的空间依赖性是至关重要的,通过显示的情况下,没有标量势,击穿发生在$V_{th}\sim Δ$,而不管长度L_C的交叉。
2011-01-12 cond-mat.str-el
Resistive switching induced by electronic avalanche breakdown in GaTa$_4$Se$_{8-x}$Te$_x$ narrow gap Mott Insulators
由强电场引起的Mott跃迁正受到越来越多的关注。最近的理论建议集中在莫特绝缘体的齐纳介质击穿,但实验研究仍然太少,得出结论的机制。在这里,我们报告的研究,在窄间隙莫特绝缘体GaTa $_4$ Se $_{8-x}$ Te $_x$的介电击穿。我们发现,I-V特性和阈值电场(E $_{th}$)的大小不对应于齐纳击穿,而是雪崩击穿。E $_{th}$随Mott Hubbard能隙(E $_g$)的幂律增加,与半导体雪崩击穿的普遍规律E $_{th}$ $\propto$ E $_g$ $^{2.5}$惊人地一致。然而,我们在莫特绝缘体中观察到的雪崩延迟时间比传统半导体长三个数量级以上。我们的研究结果表明,电场诱导局部绝缘体到金属莫特转变,产生导电域,其生长以形成贯穿样品的导电路径。
2013-04-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Breakdown of bulk-projected isotropy in surface electronic states of topological Kondo insulator SmB$_6$(001)
二维(2D)表面电子态的拓扑结构和自旋轨道极化在近十年来得到了广泛的研究。对它们的一个主要兴趣是它们与体(3D)电子态的宇称的密切关系。在这种情况下,表面通常被认为是一个简单的截断体晶体。在这里,我们显示了击穿的体相关的平面内旋转对称性的拓扑表面态(TSS)的近藤绝缘体SmB $_6$。对SmB $_6$(001)- $p$(2 $\times$ 2)表面的角分辨光电子能谱学(ARPES)分析表明,TSS是各向异性的,费米围线缺乏体相的四重旋转对称性.这一结果强调了即使在TSS中表面原子结构的重要作用。此外,它表明,表面原子结构的工程可以提供一个新的途径,以定制的各种性质之间的TSS,如各向异性的表面电导率,嵌套的表面费米轮廓,或在2D倒易空间中的van Hove奇点的数量和位置。
2022-08-22 cond-mat.str-el
Electrical Breakdown of Excitonic Insulator
本文提出 BCS 极限下激子绝缘体的“多体击穿”机制,通过有限电场 BCS 型试探波函数数值揭示尺寸依赖的两类击穿行为及 I-V“关-开”判据。
2023-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breakdown of Chiral Edge Modes in Topological Magnon Insulators
本文通过非线性自旋波分析揭示拓扑磁振子绝缘体中手性边缘磁振子的三种失效机制,指出其可能破坏拓扑保护,并提出施加磁场等规避策略。
2023-08-06 cond-mat.str-el
Topological invariants for interacting topological insulators: II. Breakdown of the Green's function formalism
自由费米子系统的拓扑相变可以用单粒子能隙的闭合和拓扑不变量的变化来表征。然而,在电子相互作用的存在下,拓扑相变更加复杂。在本系列的第一篇论文(arXiv:1510.07816)中,我们开发了一种有效的方案来评估基于格林函数形式主义的拓扑不变量。在论文II中,我们基于论文I中提出的计算拓扑不变量的方案,通过大规模量子蒙特卡罗(QMC)模拟,证明了二维相互作用拓扑绝缘体(TI)中的四种相互作用驱动的拓扑相变(TPT)。在这些转变中,定义TI的对称性既没有被明确地打破,也没有被自发地打破。在前两个模型中,从格林函数形式主义计算出的拓扑不变量成功地表征了相互作用驱动的TPT。然而,在后两个模型中,我们发现单粒子能隙并没有关闭,由单粒子格林函数构造的拓扑不变量在TPT上没有变化。意外故障的格林函数形式主义在构建拓扑不变量,从而发现。因此,我们将相互作用的TI中的TPT分为两类:那些具有非相互作用的对应关系的TPT可以成功地通过从格林函数构建的拓扑不变量来表征,而对于其他没有非相互作用对应关系的TPT,格林函数形式主义经历了崩溃,但出现了更有趣和令人兴奋的现象,如过渡时出现的集体临界模式。讨论了在对称性保护拓扑(SPT)态的背景下,由格林函数形式构造的拓扑不变量的成功和失败。
2015-12-07 cond-mat.str-el
Dielectric Breakdown in a Mott Insulator: Many-body Schwinger-Landau-Zener Mechanism studied with a Generalized Bethe Ansatz
在一维哈伯德模型下,研究了莫特绝缘体在强电场中介电击穿的非绝热量子隧穿图象,即多体Schwinger-Landau-Zener机制.隧穿几率的计算采用Dykhne-Davis-Pechukas的方法,并将激发态的Bethe-Annesian解解析延拓到非厄米情况.得到了与含时密度矩阵重整化群的一致结果。
2009-11-19 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Mott insulator breakdown through pattern formation
本文研究了在外加偏压下,具有热力学不平衡的莫特绝缘体的击穿。通过分析的磁化率的不稳定性,我们描述了一个丰富的非平衡相图,获得不同的施加电压,表现出与空间图案的电荷间隙的相位。对于一个有限的电压,小于平衡莫特间隙的值,图案的形成与间隙中间状态的出现相一致,有助于有限的稳态电导。我们讨论了这种新的情况下莫特击穿的实验影响。
2014-12-30 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Non-equilibrium electronic transport in a one-dimensional Mott insulator
我们计算了一维相互作用链的非平衡电子输运性质,在半填充,耦合到非相互作用的铅。相互作用的链最初处于莫特绝缘体状态,通过在引线之间施加强偏置电压而使其脱离平衡。对于偏置电压超过一定的阈值,我们观察到击穿的莫特绝缘体状态和建立一个稳态的电子电流通过系统。基于广泛的含时密度矩阵重整化群模拟,我们表明,这种稳态电流总是具有相同的功能依赖于电压,独立的微观细节的模型和相关的阈值的值的Lieb-Wu间隙。我们帧我们的结果在朗道-齐纳介电击穿图片。最后,我们还讨论了电流的实时演化,并通过计算双占据率、自旋结构因子和纠缠熵表征了莫特绝缘体击穿后的载流态.
2010-11-10 cond-mat.str-el
Breakdown of Strong-Coupling Perturbation Theory in Doped Mott Insulators
我们发现,掺杂莫特绝缘体,如铜氧化物超导体,是渐近奴役的准粒子的重量,$Z$,近半填充关键取决于存在的高能量标度设置的上哈伯德带。特别地,接近半填充时,出现以下二分法:当高能量标度被积分出时为$Z\ne 0$,但当其被保留时在热力学极限中Z=0。对高能量尺度的奴役来自于跨越莫特能隙的电子激发之间的量子干涉。铜酸盐正常状态下光发射中观察到的宽光谱特征被认为是由高能奴役引起的。
2004-12-24 cond-mat.str-el hep-th
Emergence of a symmetry-broken Chern insulator near a moiré Kondo breakdown
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学);Cornell University(康奈尔大学);Kavli Institute at Cornell for Nanoscale Science(康奈尔纳米科学卡弗里研究所);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室);Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学李政道研究所);National Institute for Materials Science(国立材料研究所);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter(马克斯·普朗克物质结构动力学研究所)
在摩尔双层中,通过角度对齐的MoTe2/WSe2异构双层,在摩尔空穴填充因子4/3处发现对称破缺的陈绝缘体,揭示了拓扑与Kondo相互作用的相互作用。
2026-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dielectric breakdown and avalanches at non-equilibrium metal-insulator transitions
最近的实验在VO 2薄膜的有限温度Mott转变的启发,我们提出了一个经典的粗晶粒介电击穿模型,其中每个自由度代表一个纳米晶粒,从绝缘体过渡到金属,随着温度和电压的增加,在随机阈值,由于淬火无序。我们描述了由此产生的非平衡金属-绝缘体过渡的性质,并解释了电阻跳变分布的普遍特征。我们预测,通过调整电压,接近另一个临界点,它将一个阶段的“螺栓”一样的雪崩从雪崩一样的。
2011-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological phase in $1D$ topological Kondo insulator: $Z_{2}$ topological insulator, Haldane-like phase and Kondo breakdown
我们用数值精确投影量子Monte Carlo方法模拟了半满$1D$ $p$波周期性Anderson模型,虽然系统的可解非相互作用极限对应于传统的$Z_{2}$拓扑绝缘体,但系统确实处于与以前在$p$波Kondo晶格模型上所发现的Haldane态.利用开边界系统的场分辨磁化强度和周期边界的奇异相关子来识别上述拓扑态。有趣的是,在我们的周期类Anderson-like模型中,由于本征电荷涨落的存在,类Haldane态的边缘磁化强度并没有饱和到单位磁矩,这超出了现有文献中Kondo晶格模型的描述.这一发现揭示了在这种典型的相互作用拓扑态中存在着关联驱动的拓扑态,并且在使用非相互作用图像时应注意。此外,在零温度下没有观察到表面近藤击穿的痕迹,并且怀疑类似挫折的相互作用可能在诱导这种近藤屏蔽的根本破坏中是至关重要的。这里的发现可能与我们对相互作用的拓扑材料如拓扑近藤绝缘体候选者SmB $_{6}$的理解有关。
2017-07-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Dielectric breakdown of strongly correlated insulators in one dimension: Universal formula from non-Hermitian sine-Gordon theory
本文基于非厄密辛格ordon理论,推导出一维强关联绝缘体介电击穿的通用解析公式,揭示了非线性非平衡输运现象的普遍性。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Current driven insulator-to-metal transition without Mott breakdown in Ca$_2$RuO$_4$
本文通过原位角分辨光电子能谱证明Ca$_2$RuO$_4$中电流驱动绝缘体-金属转变并非Mott击穿,而是由结构非均匀Mott相畴边界导致能隙减小所致,提出IMT新机制。
2023-03-01 cond-mat.str-el
Breakdown of Fermi Liquid Theory in Doped Mott Insulators by Dynamical Spectral Weight Transfer
我们发现,掺杂的莫特绝缘体表现出集体自由度,而不是由元素的激发,因为在低能量每电子每自旋的单粒子添加状态的数量大于1。这种集体自由度的存在不是接近相变的结果,而是从高能量到低能量的动态光谱权重转移的结果。这种物理现象被电荷$2e$玻色子捕获,它是在哈伯德模型中明确积分出高能尺度后出现的。电荷$2e$玻色子与空穴结合,从而在低能量下介导新的电荷$e$态。正是这种电荷$e$态的存在提供了费米液体理论在掺杂莫特绝缘体中崩溃的一般机制,而在非相互作用系统中没有对应物。解释了荷电$2e$玻色子公式和标准微扰处理之间的关系。
2008-05-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hall map and breakdown of Fermi liquid theory in the vicinity of a Mott insulator
针对强相互作用下轻掺杂莫特绝缘体霍尔系数的计算难题,研究通过热力学公式主导项计算结合量子蒙特卡洛拓展,发现霍尔系数在莫特极限下发散且符号反转,揭示莫特相附近霍尔电流由自旋纠缠空穴承载。
2022-11-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Probing dielectric breakdown in Mott insulators through current oscillations
本文通过朗道-齐纳理论推导莫特绝缘体介电击穿的阈值电场,提出用非平衡电流振荡估算电荷能隙与阈值场,并可在超冷原子环实验中直接验证。
2025-05-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Corroborating the bulk-edge correspondence in weakly interacting 1D topological insulators
以相互作用的Su-Schrieffer-Heeger模型为例,提出了一种研究弱相互作用一维拓扑绝缘体拓扑性质的格林函数方法,包括拓扑相变附近的体-边对应和量子临界性.从多体光谱函数,我们发现,关闭的散装差距仍然是一个定义功能,即使拓扑相变是由相互作用。在相互作用的存在下的边缘状态的存在,可以捕获的T-矩阵形式主义结合Dyson方程的装置,和散装边缘的对应关系示出,即使在相互作用的存在下也是满意的。边缘态衰变长度的临界指数被证明是隶属于相同的普适类的非相互作用的限制。
2019-05-07 cond-mat.str-el
Stability, phase transitions, and numerical breakdown of fractional Chern insulators in higher Chern bands of the Hofstadter model
霍夫施塔特模型是研究晶格上分数量子霍尔效应的理论家的热门选择,因为它简单,拓扑平坦带的无限选择,以及对实际材料越来越多的适用性。特别地,在具有陈数$|C|>1$的能带中的分数陈绝缘体可以表现出比连续朗道能级状态更丰富的物理性质,并且最近在实验中被检测到。基于此,我们利用大尺度无限密度矩阵重整化群方法研究了Hofstadter模型中具有较高Chern数的分数Chern绝缘体的稳定性.我们证实了分数态的存在与陈数$C=1,2,3,4,5$在广义Jain系列预测的填充分数带[物理评论Lett. 115,126401(2015)]。此外,我们还讨论了它们的金属到绝缘体的相变,以及区分物理和数值稳定性的微妙之处。最后,我们评论的相对适用性分数陈省身绝缘体在较高的陈省身数频带提出的现代应用。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Nonequilibrium steady states of the electric-field-driven Mott insulator: Thermalization, emergent Wannier-Stark ladder, and dielectric breakdown
在这项工作中,我们探讨了紧急非平衡稳态所产生的可能性,从电场驱动的莫特绝缘体通过Keldysh-Floquet动力学平均场论(DMFT),它可以确定完全相互作用,非平衡稳态状态的格林函数与非相互作用对应物作为输入到DMFT自洽环。与延迟的组件,获得较小的格林函数的非相互作用系统提出了一个重要的障碍,因为热化的非相互作用系统仍然需要一个精确的理解的耗散机制。这项工作的一个关键突破是,非相互作用的小格林函数可以确定的Wannier-Stark阶梯(WSL)本征态,这是通过标准的正则系综根据马尔可夫量子主方程热化。结果表明,强关联和大电场之间的复杂相互作用可以产生一个序列的两个介电击穿与第一个由相干重建的Mott间隙内的中间间隙状态和第二个由非相干隧穿通过偏置的Hubbard带。据预测,重建的中间间隙态产生自己的出射WSL结构与减少的有效电场。这两个介电击穿介导的重入绝缘相,其特征在于由粒子数反转,导致不稳定的非均匀电流密度状态在弱电子杂质散射。
2014-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Origin of anomalous breakdown of Bloch's rule in the Mott-Hubbard insulator MnTe$_2$
我们利用高压中子粉末衍射这一严格可靠的工具重新研究了MnTe $_2$的晶体结构和反铁磁相变的压力依赖性。第一性原理密度泛函理论计算进行,以获得微观的洞察力。测量的MnTe $_2$的Néel温度显示出异常大的$12$ K GPa $^{-1}$的压力依赖性。这导致由$α=\frac{d\log T_N}{d\log V}=-\frac{10}{3} \approx -3.3$给出的布洛赫规则的严重违反,对于MnTe $_2$,$α$值为-6.0 $\pm$ 0.1。对不同压力下测得的MnTe $_2$的电子结构和磁交换相互作用进行了从头计算,得到了Neél温度与压力的关系,$α$为-5.61,与实验结果基本一致.这种行为的微观起源转而由阳离子-阴离子跳跃相互作用强度的距离依赖性决定。
2015-02-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unified bulk-boundary correspondence for band insulators
体-边界对应是拓扑量子物质物理学的核心思想之一,在过去的几十年里,体-边界对应一直是人们研究的热点。然而,它还没有被证明在所有的一般性,并在某些情况下,甚至被证明是失败的,这取决于终止系统的边界轮廓。在这里,我们引入大量的数字,捕捉的确切数量的间隙模式,没有任何这样的微妙之处,在一个空间维度。类似地,基于这些1D体数,我们定义了一个新的2D绕组数,我们称之为极绕组数,它指定了间隙中坚固的金属表面带的数量以及它们的拓扑特征。基本的一般方法依赖于一个简单的连续外推从散装的边界,同时跟踪在散装带边缘附近的格林函数的极点的演变。作为一个主要的结果,我们发现,所有获得的数字可以适用于已知的绝缘相在一个统一的方式,而不管具体的对称性。此外,从计算的角度来看,这些数字可以有效地评估没有任何规范固定的问题。特别是,我们直接将我们的体边界对应构造应用于各种系统,包括没有传统体边界对应的一维示例,并预测各种实验研究的石墨烯边缘上的边界模式的存在,例如开放边界和晶界。最后,我们在拓扑绝缘体的上下文中,通过绘制极绕组数的3D概括。
2017-11-01 cond-mat.str-el
Identifying topological excitonic insulators via bulk-edge correspondence
本研究提出利用体-边对应关系识别拓扑激子绝缘体,通过第一性原理计算和有效哈密顿量分析揭示LiFeX家族中的激子凝聚不破坏边缘态,并提升临界温度至室温以上。
2025-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Voltage-Driven Breakdown of Electronic Order
针对莫特绝缘体非热击穿机制不明的问题,基于耦合电极的一维无自旋费米子模型开展研究,揭示了偏压与耦合强度调控的丰富非平衡相图,复现了磁滞、负微分电导等实验现象,为理解电流诱导莫特击穿提供了理论支撑。
2024-05-15 cond-mat.str-el quant-ph
Breakdown of the N=0 Quantum Hall State in graphene: two insulating regimes
我们研究了高迁移率石墨烯样品在高达18 T的磁场下在电荷中性点(CNP)附近出现的不寻常的量子霍尔效应(QHE)。我们观察到故障的离域QHE运输和强烈的增加,随着朗道能级填充$ν< 2$,在那里我们确定两个绝缘制度的折射率$ρ_{xx},|ρ_{xy}|$。对于$1 \gtrsim |ν| \gtrsim 1/2$,我们发现$ρ_{xx,xy} \sim e^{a(H-H_c)}$在高达几个电阻量子$R_K$的范围内呈指数增加,而霍尔效应逐渐消失,与具有局部输运的霍尔绝缘体(HI)一致。然后,在$ν\approx 1/2$处,$ρ_{xx}(H)$中的尖点之后是甚至更快的生长的开始,指示向集体绝缘体(CI)状态的转变。这种状态的可能候选者是钉扎维格纳晶体。
2009-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breakdown of order-fractionalization in the CPT model
本文通过小J与大J极限渐近分析研究半填充CPT模型,确定超导到Kondo绝缘体的量子临界点及序分数化热破缺尺度,并提出暂定相图。
2024-09-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bulk-Boundary Correspondence for Topological Insulators with Quantized Magneto-Electric Effect
我们研究了绝热循环驱动的三维绝缘体中由第二陈数稳定的体边界对应和相关的表面现象。磁场和无序效应被纳入我们的分析使用算子代数方法。我们使用之间的连接映射的$K$ -理论的散装和边界代数作为引擎的散装边界对应。我们发现,指数和指数连接映射是相关的上下文考虑在这里,因为它们导致不同的实验观察到的表面现象,如泵浦和量子表面霍尔态或邻近诱导的霍尔效应的转移。利用新工具研究了时间反演对称拓扑绝缘体的表面霍尔物理,该工具可以模拟不合理的磁通量和任意大的表面无序。
2020-03-23 cond-mat.str-el math-ph math.MP
Effective field theory for the bulk-edge correspondence in a two-dimensional Z_2 topological insulator with Rashba interactions
我们确定的有效场论在(2+1)维的空间和时间,捕获的长波长和低能量限制的费米子跳跃蜂窝晶格在半填充时,既占主导地位的内在和次主导Rashba自旋轨道耦合。Z_2拓扑绝缘体的这种有效场论(在均匀和交错化学势消失时的凯恩-梅勒模型)是围绕双陈-西蒙斯理论的微扰,由于Rashba自旋轨道耦合,与自旋守恒相关的U(1)规范不变性被明确打破。尽管如此,我们发现,有效场论有一个BRST对称性,使我们能够构建散装边缘对应。
2014-09-29 cond-mat.str-el hep-th
Breakdown of the Kondo insulating state in SmB6 by introducing Sm vacancies
SmB 6是一种拓扑近藤绝缘体,其中拓扑非平凡性的存在可以通过Sm价的变化来调节。在实验上,Sm的价态可以通过调整SmB 6的化学计量来改变。我们发现,拉曼散射可以检测低于1%的Sm位在SmB 6晶体中的缺陷诱导散射的强度在10~meV的声学声子分支。在130 K以下的SmB_6的电子拉曼光谱中,我们观察到在100和41 meV处A $_{1g}$和E $_g$对称性的发展特征,我们将其归属于杂化带之间的激发,以及与杂化带隙相关的低于20 meV的谱权。随着Sm空位数的增加,我们观察到低于20~meV的光谱权重的增加,表明能隙被电子态填充。对于空位数最少的样品,在16-18 meV的E $_g$和T $_{2g}$对称性中观察到了受杂交能隙保护的长寿命隙内激子激发。这些激发加宽的寿命随着空位的数量增加而减少,并且在Sm空位浓度约为1%时通过存在间隙状态而淬灭。基于这项研究,我们认为,只有最化学计量的SmB 6样品有拓扑近藤绝缘体所需的散装间隙。
2016-01-11 cond-mat.str-el
Chiral Flow in One-dimensional Floquet Topological Insulators
我们提出了一个体积拓扑不变量的一维Floquet系统的手征对称性,量化的粒子输运过程中的每个子晶格。这种手征流是物理动机,本地可计算的,并通过适用于无序系统来改进现有的拓扑不变量。我们推导出一个散装边缘对应关系的手征流的保护动态边缘模式的数量上存在的边界上结束的演变。在这个过程中,我们引入了两个实空间的边缘不变量分类的动态拓扑边界行为在不同的点在演化过程中。我们的研究结果提供了第一个明确的体积边界对应Floquet系统在这个对称类。
2018-05-31 cond-mat.str-el
Defective Edge states and Anomalous Bulk-boundary Correspondence for Topological Insulators under Non-Hermitian Similarity Transformation
已知对于非厄米拓扑系统,由于非厄米趋肤效应,体-边对应被破坏。本文以一维Su-Schriller Heeger模型和二维(变形)Qi-Wu-Zhang模型为例,重点研究了一类不具有非Hermitian趋肤效应的非Hermitian拓扑系统--非Hermitian相似变换下的拓扑系统.在这些非厄米系统中,发现了缺陷边态和体-边对应的破坏。为了刻画拓扑性质,我们引入了一种新的反演保序拓扑不变量--全Z2拓扑不变量。在拓扑阶段,出现缺陷边状态。借助于有效边哈密顿量,我们发现缺陷边态受到(广义)手征对称性的保护,因而(奇异)缺陷边态对破坏手征对称性的微扰是不稳定的.此外,结果被推广到非厄米拓扑绝缘体的反演对称在更高的维度。这一工作有助于人们理解非厄米拓扑系统的缺陷边态和体-边对应的破坏。
2020-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral Magic-Angle Twisted Bilayer Graphene in a Magnetic Field: Landau Level Correspondence, Exact Wavefunctions and Fractional Chern Insulators
我们证明了在垂直磁场的存在下,魔角扭曲双层石墨烯手性模型中的平坦带保持完全平坦。这是由一个精确的映射模型和最低的朗道级波函数在一个有效的磁场,其中的外部场是增加或减少了一个通量量子每个单元格。当外场达到每个单胞一个通量量子时,模型出现拓扑相变。这些发现使我们能够分析在完全平坦的能带中的分数陈氏绝缘体的Jain系列态,并指出能隙对磁场的非常规依赖性。
2021-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coexistence of metallic edge states and anti-ferromagnetic ordering in correlated topological insulators
研究了强库仑相互作用下量子自旋霍尔绝缘体中反铁磁有序的出现及其对螺旋边态的影响。利用动力学平均场论,我们证明了晶格平移对称性的破坏有利于具有非平凡空间调制的磁有序的形成。非均匀磁化的开始使得自旋有序态和拓扑非平凡态共存。拓扑体性质的持久性的一个明确的签名是真正的边缘状态的生存。我们发现,渗透的磁秩序是伴随着逐步重建的子外围层的无隙状态,重新定义系统内的实际拓扑边界。
2018-05-10 cond-mat.str-el
Revealing Hund's multiplets in Mott insulators under strong electric fields
利用实时动态平均场论研究了顺磁双带莫特绝缘体的强场动力学。由于多体朗道-齐纳隧道效应,介电击穿发生,阈值场由间隙确定。对于一个大范围的领域,但是,我们预测,隧道电流足够小,允许观察场诱导的本地化的电子,这变得最明显的原子般的本地自旋多重态确定的洪德耦合$J$。这种场致局域化可能提供一种测量相关材料中$J$值的方法。它应该是可观察到的过渡金属氧化物中使用时间分辨的光发射光谱或光学测量中存在的强太赫兹场瞬态。
2019-07-01 cond-mat.str-el
Bulk-boundary-defect correspondence at disclinations in rotation-symmetric topological insulators and superconductors
我们研究了基态拓扑结构和拓扑结构之间的联系,晶格通过存在异常状态的向错-拓扑晶格缺陷,违反旋转对称性只在本地。我们首先显示存在的异常向错状态,如马约拉纳零模式或螺旋电子状态,在二阶拓扑相位通过Volterra过程。利用拓扑晶体的框架,构造了具有旋转和平移对称性的$d$维晶体拓扑相,然后确定了弱拓扑相和一阶拓扑相对$(d-2)$维反常向错态的所有贡献.我们执行此程序的所有Cartan对称类的拓扑绝缘体和超导体在二维和三维,并确定是否散装拓扑结构,边界签名和向错异常之间的对应关系是唯一的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spontaneous breakdown of topological protection in two dimensions
由于时间反演对称性(TRS),二维拓扑绝缘体支持反向传播的螺旋边缘模式。在这里,我们表明,与传统计算中使用的无限尖锐的边缘电位,实验更现实的平滑边缘电位引起边缘重建,因此,自发TRS打破。这种边缘重构可能导致预期的完美电导量子化的中断,导致在零磁场处的有限霍尔电阻,以及可能的自旋电流。这种计算支持的脆弱性的拓扑保护在现实系统中,这是至关重要的,在拟议的应用程序。
2016-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonequilibrium Quantum Breakdown in a Strongly Correlated Electron System
讨论了莫特绝缘体的非线性输运性质,着重讨论了多体Landau-Zener机制。在回顾了非绝热几何相位和Schwinger机制等基本概念后,我们利用含时密度矩阵重整化群研究了强电场中绝缘基态的衰变.在讨论理论与实验结果的相关性之前,增加了对量子行走模型的拟议映射的简短评论。本文是2008年出版的《量子和半经典渗流与击穿》(《物理学讲义》,Springer Verlag)一书中一章的草稿。
2008-03-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
How Similar Can Fractional Chern Insulators Be to Fractional Quantum Hall States? Moiré-Enhanced Gaps and Excitation-Spectrum Correspondence
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);University of Michigan(密歇根大学)
本文揭示平带陈带中周期电子密度调制对分数陈绝缘体(FCI)多体能隙和激发谱的双重作用,通过抑制小波矢分量并放大波矢分量可任意增强能隙,并建立FCI激发谱与朗道能级问题的对应关系。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk-edge correspondence in fractional Chern insulators
最近人们认识到,拓扑布洛赫带中的强相互作用会导致新的物质态的出现。在这里,我们研究这些系统之间的连接-分数陈省身绝缘体和分数量子霍尔态-通过推广规范固定的Wannier-Qi建设的圆柱几何。我们的设置提供了一些重要的优势相比,早期的精确对角化研究的环面。最值得注意的是,它提供了进入边缘状态和一个单一的切割轨道纠缠谱,因此到物理的块边缘对应。它也很容易实现在国家的最先进的密度矩阵重整化组方法,允许显着更大的系统的数值模拟。我们展示了我们的一般方法的例子上的平带模型的红宝石和kagome晶格玻色子填充分数$ν=1/2$和$ν=1$,这表明(非)阿贝尔相位的签名,并建立之间的对应关系的物理边缘状态和纠缠的散装。值得注意的是,我们发现,非阿贝尔$ν=1$相可以稳定的限制电位的存在下,通过纯粹的现场相互作用。
2013-08-27 cond-mat.str-el hep-lat quant-ph
A bulk-boundary correspondence for dynamical phase transitions in one-dimensional topological insulators and superconductors
本文研究了具有对称性保护拓扑相的一维开放晶格模型中猝灭的Loschirton回波。对于动力学量子相变确实发生的猝灭,我们发现,在临界时刻tc的大规模返回率的尖点与边界贡献的突然变化有关。对于我们的主要例子,Su-Schrieffer-Heeger模型,我们表明,这些突然的变化是与两个特征值的周期性出现接近零的动力学Loschirt矩阵。我们证明,此外,Loschirst频谱的结构与系统的边缘之间的长程纠缠的周期性创建。
2017-12-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Breakdown of the topological classification Z for gapped phases of noninteracting fermions by quartic interactions
给出了在任意维空间中,存在四次费米子-费米子相互作用时,非相互作用费米子带隙基态拓扑分类的稳定性和崩溃的条件.这是通过编码的相互作用的影响,在边界上的无间隙模式的边界动态质量。当边界动力学质量的量子非线性西格玛模型倾向于量子无序相时,非相互作用拓扑分类发生崩溃。对于10重方法,我们发现:(i)非相互作用拓扑分类$\mathbb{Z}^{\,}_{2}$总是稳定的,(ii)非相互作用拓扑分类$\mathbb{Z}$在偶数维总是稳定的,(iii)非相互作用拓扑分类$\mathbb{Z}$在奇数维是不稳定的,并减少到$\mathbb{Z}^{\,}_{N}$,可以明确地确定任何尺寸和任何定义的对称性。我们也将我们的方法应用到三维拓扑晶体绝缘体SnTe的对称类AII $+R$,我们建立了减少$\mathbb{Z}\to\mathbb{Z}^{\,}_{8}$的非相互作用的拓扑分类。
2015-09-04 cond-mat.str-el hep-th
Comment on "Breakdown of the Luttinger sum rule within the Mott-Hubbard insulator", by J. Kokalj and P. Prelovsek [Phys. Rev. B 78, 153103 (2008), arXiv:arXiv:0803.4468]
基于对应于某些有限晶格上的半填充1D t-t '-V模型的数值结果的分析,Kokalj和Prelovsek(KP)在最近的论文[Phys.Rev.B78,153103(2008),arXiv:arXiv:0803.4468]中得出结论,Luttinger定理(LT)不适用于该模型的Mott-Hubbard(MH)绝缘相(即V >> t)的热力学极限; KP甚至错误地建议,对于由N=26个晶格位置组成的半填充有限系统,LT的失效是明显的。通过采用一个简单的模型的MH状态的自能西格玛,我们表明,有限尺寸缩放的方法所使用的类型的KP是不可靠的KP所考虑的系统尺寸。基于所考虑模型的等效性(在半满和t '/t << 1时)和SU(2)自旋的XXZ自旋链哈密顿量,我们进一步证明了当V > V_c(t,t')时,在热力学极限下,系统具有电荷密度波(CDW)基态(GS),对应于单位晶胞与下面晶格特有的单位晶胞相比加倍。虽然这个GS也是绝缘的,它的光谱间隙是由于打破了GS的平移对称性,它不是一个相关诱导的MH间隙。因此,LT对于这个GS是先验有效的。这一事实证明,金伯利进程的结论确实是错误的。最后,我们提出了一个启发式的论点,由于Volovik,揭示了机制的鲁棒性的LT。在附录中,我们提出了详细的计算的单粒子格林函数的破缺对称GS的模型考虑通过玻色子化和形状因子的一类孤子生成领域有关的量子正弦戈登哈…
2009-09-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con q-bio.NC
Long-range topological insulators and weakened bulk-boundary correspondence
我们正式的外观新型绝缘体在远程(LR)费米子系统。这些相不包括在短程(SR)拓扑绝缘体的“十重分类”(TWC)中。这一结论是通过研究一维LR的具体例子,特别是它们的相图以及对称性和纠缠度的内容得到的。纯长程相位(LRP)的信号违反面积定律的冯诺伊曼熵和相应的特殊分布的纠缠谱(ES)。从更一般的角度和任何维度分析了与TWC的偏差的起源。特别是,它被发现与一个特定类型的发散发生在频谱中,由于LR耦合。一个令人满意的表征LRP至少可以实现一维系统,以及连接的定义的一个非平凡的拓扑结构,提供了一个仔细的评估LR的贡献。我们的结果导致重新考虑LR系统中相关长度的定义。同样的分析还允许推断,至少对于一维模型,由于体积和边缘之间的重要相关性,体积-边界对应的减弱,从而澄清拓扑LR中出现的大质量边缘状态的性质。这种特殊的边缘结构的出现是由体ES发出信号的。LRP对有限尺寸效应的稳定性,在目前的实验相关,并对当地的混乱进行了讨论,表明后者的成分,甚至可以加强LR耦合的效果。最后,我们分析的纠缠内容的范例LR伊辛自旋链,推断再次从SR制度的重要偏差,和体边界(张量网络为基础的)方法分类LR自旋模型的局限性。
2017-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el