Correlated spinless fermions on the honeycomb lattice revisited
研究了蜂窝晶格上无自旋费米子的扩展哈伯德模型在最近邻和二次最近邻密度-密度排斥相互作用下的量子多体不稳定性.最近的精确对角化和无限密度矩阵重整化群的结果表明，一个假定的拓扑莫特绝缘体相驱动的第二近邻排斥被抑制，而其他数值精确的方法支持拓扑莫特绝缘体的情况。在目前的工作中，我们采用功能的重整化群（fRG）的关联费米子系统。我们的fRG结果暗示在稳定的拓扑莫特绝缘体的散射过程的强烈抑制。通过对费米子涨落效应的分析，我们得到了一个相图，它是各种电荷有序不稳定性竞争的结果。
2015-08-12 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition of spinless fermions coupled to dispersive optical bosons
本研究纳入声子色散修正无自旋费米子Holstein模型，利用矩阵乘积态确定一维半满电声系统基态相图，发现声子带曲率显著影响输运性质与相结构，凹声子带会产生新相分离态。
2024-09-17 cond-mat.str-el
Spinless and spinful charge excitations in moiré Fractional Chern Insulators
Princeton Center for Theoretical Science, Princeton University（普林斯顿大学理论科学中心）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Physics, University of Florida（佛罗里达大学物理系）；Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Materials Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学材料科学与工程系）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（西蒙斯平顿研究所计算量子物理中心）；Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris-Diderot（巴黎高等师范学院物理实验室，ENS，PSL大学，CNRS，索邦大学，巴黎第七大学）
研究发现扭曲MoTe₂的自发自旋极化导致多种低能准粒子，通过精确对角化研究其性质，发现自旋保持的电荷激发具有更小的能隙，揭示了分数简并绝缘体中新型激发特性。
2025-06-05 cond-mat.str-el
Supercurrent Reversal in Two-Dimensional Topological Insulators
计算了外加磁场作用下二维拓扑绝缘体上的超导电流。当窄的二维拓扑绝缘体的边缘态杂化时，外部磁场可以关闭杂化能隙，从而驱动拓扑绝缘体从绝缘体到半金属态的量子相变。我们发现超导电流在量子相变处的符号反转揭示了拓扑绝缘体通过约瑟夫森效应的本征性质。
2015-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Voltage-Controlled Magnetic Reversal in Orbital Chern Insulators
Chern绝缘体铁磁体的特征在于量子化的反常霍尔效应，并且迄今为止已经在磁性掺杂的拓扑绝缘体（MTI）薄膜和双层石墨烯莫尔{é}超晶格中被实验确定。我们将陈省身绝缘体铁磁体分类为自旋或轨道，这取决于轨道磁化是否来自自发自旋极化结合自旋轨道相互作用，如MTI情况下，或直接来自自发轨道电流，如莫尔{é}超晶格情况。我们认为，在一个给定的磁性状态，其特征在于，例如由异常霍尔效应的符号，轨道陈氏绝缘体的磁化强度往往会有相反的符号为弱$n$和弱$p$静电或化学掺杂。该性质使得能够在存在固定磁场的情况下实现磁状态的纯电切换。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fano q-reversal in topological insulator Bi2Se3
我们研究了正则拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$的磁光响应，目的是解决一个有争议的问题的电子-声子耦合。磁场引起的反射率的修改是非常明显的红外光谱的一部分，表明强烈的电子-声子耦合。这种耦合导致60 cm $^{-1}$声子模式的不对称线形，并在Fano形式主义内进行分析。分析表明，当回旋共振随声子模简并时，Fano非对称性参数q变号。据我们所知，这是磁场驱动q反转的第一个例子。
2016-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A Time-Reversal Invariant Topological Phase at the Surface of a 3D Topological Insulator
三维费米子拓扑绝缘体具有受时间反演对称性和电荷守恒对称性保护的无隙狄拉克表面态。表面态可以通过引入铁磁性来打破时间反演对称性，引入超导性来打破电荷守恒，或者进入拓扑相来带隙。在本文中，我们构造了一个最小的间隙拓扑相位，同时保持时间反演和电荷守恒对称性，并支持伊辛型非阿贝尔任意子。这个阶段可以理解为从表面s波超导状态通过八涡复合材料的凝聚出现。拓扑相继承涡旋支持马约拉纳零模式从表面超导状态。然而，由于它是时间反演不变性的，表面拓扑相是与Ising拓扑相不同的相，Ising拓扑相可以看作是量子无序的自旋极化px + ipy超导体。我们讨论了这种拓扑相的任意子模型及其实现时间反演对称性的方式，并研究了这种拓扑态与其它表面能隙相的界面。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase diagram of interacting spinless fermions on the honeycomb lattice
自2004年石墨烯被发现以来，费米子在六方晶格上的跳跃是凝聚态物质中最活跃的研究领域之一。几何和量子力学效应之间相互作用的另一个令人兴奋的方面是由Halfton模型（F。D. M. Halcester，Phys. Rev. Lett. 61，2015（1988）），其中无自旋费米子在蜂窝晶格上经历一定的通量模式导致物质的拓扑相的稳定，这与莫特绝缘体不同，并且现在被称为陈氏绝缘体。在这种情况下，它是至关重要的，以了解相互作用的作用，本次审查将描述最近的结果，已经获得了一个极小模型，即无自旋费米子费米子与最近和下一个最近的邻居密度-密度相互作用的蜂窝晶格在半填充。讨论的主题包括介绍的极小模型和狄拉克半金属的可能的不稳定性的讨论，各种理论和数值方法的介绍，并总结的结果，特别强调的稳定性或不一些奇异的量子相位，如电荷有序的（类似于维格纳晶体）或自发陈绝缘体相位。
2016-11-28 cond-mat.str-el
Edge Reconstruction of a Time-Reversal Invariant Insulator: Compressible-Incompressible Stripes
已知二维（2D）拓扑电子绝缘体会产生无间隙边缘模式，这是低能动力学（包括电和热输运）的基础。这已经在量子霍尔相位和时间反演不变的拓扑绝缘体的背景下进行了彻底的研究。在这里，我们研究的边缘的2D，拓扑平凡的绝缘相，作为一个功能的电子相互作用的强度和陡度的限制潜力。对于足够光滑的约束势，交替的可压缩和不可压缩的条纹出现在边缘。我们的研究结果信号的出现，无间隙的边缘模式，这可能会导致有限的电导在边缘。这将提出一个新的情况下，一个非拓扑的金属-绝缘体过渡在干净的2D系统。不可压缩的条纹出现在相称的填充物，并可能表现出破坏平移不变性沿边缘的电荷密度波排序的形式。它们被无结构的可压缩条纹隔开。
2022-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-reversal symmetry breaking fractional quantum spin Hall insulator in moiré MoTe2
本研究在2.1度扭曲双层MoTe₂中观测到多数填充下的自发时间反演对称性破缺，揭示了掺杂共轭陈恩能带的铁磁趋势，为ν=3处分数量子自旋霍尔绝缘体的本质提供了新线索。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Luttinger liquid and charge-density-wave phases in a spinless fermion wire on a semiconducting substrate
耦合到三维（3D）半导体衬底的相互作用的无自旋费米子线近似的窄梯模型（NLM）与不同数量的腿。利用密度矩阵重整化群方法计算了密度分布、能隙、电荷密度波（CDW）序参量、关联函数和中心荷。观察到三个基态相：单组分Luttinger液体，准一维（1D）CDW绝缘体和带状绝缘体。我们研究的收敛性的NLM性能与增加的腿系统，并确认NLM是一个很好的近似的准1D相（Luttinger液体和CDW）的3D线基板模型。这些相位之间的量子相变的功能之间的耦合线和基板的调查。临界最近邻相互作用随着导线和衬底之间的耦合的增加而增加，因此衬底稳定了导线中的Luttinger液体。我们的研究证实，一个Luttinger液体或CDW绝缘体相可能会发生在低能量的原子线沉积在半导体衬底上的属性。
2018-12-07 cond-mat.str-el
Interacting Crystalline Topological Insulators in two-dimensions with Time-Reversal Symmetry
本文针对具有U(1)电荷守恒和时间反演对称性的二维强相互作用Mott绝缘体，基于17种壁纸群的Wyckoff位置，通过实空间低维子空间装饰提供了晶体费米子对称性保护拓扑相(cFSPTs)的详尽分类，并发现非平庸一维装饰需电子相互作用，为探索拓扑相互作用绝缘体奠定基础。
2024-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconducting proximity effect and Majorana fermions at the surface of a topological insulator
研究了s波超导体与强拓扑绝缘体表面态之间的邻近效应。所得的二维态类似于无自旋的p_x+ip_y超导体，但不破坏时间反演对称性。这种状态支持马约拉纳束缚态的旋涡。我们表明，由拓扑绝缘体介导的超导体之间的线性结形成一个非手性1维线的马约拉纳费米子，从这些结形成的电路提供了一种方法，用于创建，操纵和融合马约拉纳束缚态。
2008-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-reversal operation and transport phenomena in topological insulators
我们证明了在带隙或无隙量子系统中任何形式的电流测量都必然违反时间反演对称性。然后，我们使用电离能理论明确地表明，金属表面态的拓扑绝缘体由一些特殊的能级交叉，而不是由于TRS诱导的Kramers简并，因为有一个有限的能隙，由于不同的波函数。我们使用这种特殊的交叉点，并推导出所需的电子-离子散射率来解释（Bi 1-xSbx）2 Te 3和Pb 1-xSnxSe拓扑绝缘体的电阻率和载流子类型的转变。
2014-07-09 cond-mat.str-el
Electronic phase transitions in one-dimensional spinless fermion model with competing interactions
对传统上用于描述Verwey相变及相关现象的简化模型进行了精确的数值计算，考虑了基态。在一维无自旋费米子模型框架下，研究了电子浓度为1/2和2/3时次近邻相互作用对金属-绝缘体跃迁的影响。结果表明，当NNN转移积分足够大时，金属-金属型电子拓扑跃迁也是可能的。给出了相应的相图。
1997-07-28 cond-mat.str-el
(3+1)-dimensional topological quantum field theory from a tight-binding model of interacting spinless fermions
目前，有很多兴趣在发现易于分析的（3+1）维模型，描述相互作用的费米子与新兴的拓扑性质。为此，我们提出了一个无自旋相互作用费米子的三维紧束缚模型，它在低能极限下再现了一个（3+1）维阿贝尔拓扑量子场论，称为BF模型.通过引入一种与Haldinger的陈氏绝缘体等效的机制，我们可以将非相互作用模型转化为三维手征拓扑绝缘体。然后，我们大力隔离的两个费米点的晶格模型。在适当的费米子相互作用下，该系统在连续极限下等价于广义（3+1）维Thirring模型。BF理论忠实地描述了该模型的低能极限。我们的方法直接建立了（2+1）维BF理论在晶格边界的存在，它提供了一种方法来检测通过费米密度测量模型的拓扑顺序。
2014-07-23 cond-mat.str-el
Spontaneous fractional Chern insulators in transition metal dichalcogenides Moire superlattices
在二维异质结构中实现的莫尔超晶格为研究强关联电子态提供了一个令人兴奋的平台。本文研究了具有时间反演对称性和非平凡自旋{/valley}-Chern数的过渡金属二硫属化物（TMD）Moir{é}超晶格。利用实际材料参数和精确对角化方法，我们发现在一定的扭转角和分数填充下，分数陈氏绝缘体，自然{稳定}通过简单地引入库仑排斥。分数量子霍尔系统的时间反演对称性必须被显式破缺，而分数量子霍尔系统的时间反演对称性是自发破缺的。{We结果表明，在相反的山谷中的陈数对比对分数陈绝缘体的性质和相关的低能激发施加了强烈的约束。我们还提出在夹在非线性介质中的TMD Moir{é}超晶格中实现非阿贝尔Moore-Read态。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Time-Reversal Phase Transition at the Edge of 3d Topological Band Insulator
研究了二维螺旋费米液体的时间反演（T）对称性破缺，并将其应用于有限化学势下只有一个二分量Dirac费米子的三维拓扑带绝缘体的边缘态，以及其他自旋轨道耦合系统. T破缺的伊辛序参量不是过阻尼的，这一理论不同于普通的Hertz-Millis理论中的零动量序参量。我们认为T破缺相变是一个三维伊辛相变，准粒子在量子临界区是有定义的。
2010-01-19 cond-mat.str-el
Equivalent topological invariants of topological insulators
时反不变的拓扑绝缘体一般可以由有效拓扑场论定义，其中θ系数只能取0或π。该理论对任意相互作用系统普遍适用，θ不变量的量子化可以直接用实验测量。简化到非相互作用系统的情况下，θ不变量可以表示为整个三维布里渊区上的积分。或者，非相互作用的绝缘体可以通过定义在离散时间反演不变动量上的拓扑不变量来分类。本文证明了拓扑绝缘体的积分不变量与离散不变量之间的完全等价性。
2012-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Composite fermions description of fractional topological insulators
我们提出了一个阿贝尔时间反演分数拓扑绝缘体的$\mathbb{Z}_{2}$分类的复合费米子图片。我们考虑标准的玩具模型，其中自旋向上和向下的电子受到相反的磁场，只有相同自旋的电子通过排斥力相互作用。将复合费米子方法应用于该时间反演对称系统，我们能够得到具有自旋霍尔电导$σ_{s}=\frac{e}{2π}\frac{p}{2mp+1} $的拓扑绝缘体的体系，为$p,m \in\mathbb{N}$。他们显示稳定的边缘状态，只有奇数$p$，作为一个直接后果的克莱默定理。
2012-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Pfaffian formalism for higher-order topological insulators
将在时间反演不变拓扑绝缘体（TI）研究中起着重要作用的Pfronan形式推广到由四重旋转对称性$C_4$和时间反演对称性$T$乘积保护的三维手征高阶拓扑绝缘体（HOTI）.这Pfweanan描述揭示了一个深刻的和根本的联系之间的TI和HOTI，并允许重要的结论，TI的推广到HOTI。作为例子，我们在信中演示了如何推广Fu-Kane的宇称准则的TI HOTI，也提出了一个通用的方法来有效地计算$Z_2$指数的三维手征HOTI没有一个整体规范。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Real-space construction and classification for time-reversal symmetric crystalline superconductors in 2D interacting fermionic systems
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Graduate School of China Academy of Engineering Physics（中国工程物理研究院研究生院）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
本研究通过实空间构造，对二维相互作用费米子系统中时间反演对称保护晶体拓扑超导体进行了分类，发现具有$Z_4$和$Z_2$分类的内在相，以及支持角零模的更高阶FSPT相。
2026-02-24 cond-mat.str-el
Interaction Protected Topological Insulators with Time Reversal Symmetry
研究了二维时间反演拓扑绝缘体（TI）边缘的Anderson定域.对于非相互作用的情况，拓扑保护根据$\mathbb{Z}_2$分类起作用，分别导致奇数和偶数填充物的导电和绝缘相。在排斥相互作用的存在下，相图显着改变。我们表明，足够强的相互作用的零温度固定点的TI进行，包括情况下，甚至填充。我们计算各种填充和类型的障碍的导电相的边界。
2015-09-01 cond-mat.str-el
Time-Reversal Symmetry-Breaking Nematic Insulators near Quantum Spin Hall Phase Transitions
我们研究了一个模型量子自旋霍尔系统的相图作为能带反转和能带耦合强度的函数，表明当能带杂化较弱时，在很宽的能带反转范围内出现相互作用诱导的非线性绝缘体态。这种性质是长程库仑相互作用的结果，它有利于带间相位相干性，这种相干性弱依赖于动量，因此在带反转点处受到单粒子哈密顿量的阻碍。对于弱带杂化，相互作用将反转时的连续能隙闭合拓扑相变转换为一对连续相变，从而将具有破坏的时间反转和旋转对称性的状态绑定在一起。在中间带杂化，拓扑相变的收益，而不是通过量子反常霍尔绝缘体状态，而在强杂化相互作用不起作用。我们评论的影响，我们的研究结果为InAs/GaSb和HgTe/CdTe量子自旋霍尔系统。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase diagram of interacting spinless fermions on the honeycomb lattice: A comprehensive exact diagonalization study
本文研究了半填充蜂窝晶格上具有最近邻和次最近邻密度-密度相互作用的无自旋费米子的相图。使用精确对角化技术的完整的哈密顿量和约束子空间，结合一个精心选择的有限大小的集群，我们确定不同的电荷排序发生大的相互作用。在这个区域中，我们发现了一个两个亚晶格的Néel态，一个电荷调制态的单位晶胞的三倍，一个锯齿形的相位和一个新的电荷有序态的12个网站的单位晶胞，我们称之为Néel域壁晶体，以及相分离的吸引相互作用的区域。相图中相当大的区域是经典简并的，但目前还不清楚有序无序机制是否会提升简并度。对于中间排斥，我们发现的证据凯库勒或plaquette键序波相位。我们还调查了自发陈绝缘体相（被称为拓扑莫特绝缘体）的可能性，如先前提出的几个平均场的研究。虽然我们无法检测到令人信服的证据，这一阶段的基础上的能量谱和序参量，我们发现一个增强的电流-电流的相关性与预期的空间结构相比，非相互作用的情况。虽然对于所研究的$t{-}V_1{-}V_2$模型的相变到假定的拓扑莫特绝缘体是抢占的相变的各种有序状态，我们的研究结果可能暗示的可能性拓扑莫特绝缘体在一个扩大的哈密顿参数空间，其中的竞争相被抑制。
2015-08-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Persistence of phase boundaries between a topological and trivial Z2 insulator
当存在时间反演对称性时，拓扑带绝缘体和平凡带绝缘体之间存在明显的区别，这确保了当参数变化时，这些相被体隙关闭的相变分离。令人惊讶的是，我们发现，即使在时间反演对称性的情况下，源于相边界的无间隙区域仍然存在。此外，临界线一般打开，以封闭陈绝缘相，薄，但在相图中的有限程度。我们解释了这种效应的拓扑起源的量子化电荷泵，特别是显示，它是强大的无序和相互作用的效果。
2012-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Mott Insulators
我们考虑蜂窝晶格上具有排斥相互作用的扩展哈伯德模型以及从半填充的半金属相到Mott绝缘相的转变。特别地，由于第二近邻排斥相互作用的令人沮丧的性质，分别在无自旋和有自旋费米子模型中发现了显示量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应的拓扑Mott相.我们提出的平均场相图，并考虑内的随机相位近似（RPA）的波动的影响。泛函重整化群分析也表明这些态比拓扑平凡的Mott绝缘态更有优势。
2007-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From the Fermi glass towards the Mott insulator in one dimension: Delocalization and strongly enhanced persistent currents
当无序介观环中的无自旋费米子系统在由随机势驱动的非均匀位形（Anderson绝缘体）和由排斥相互作用驱动的均匀位形（莫特绝缘体）之间变得不稳定时，持续电流可以增加几个数量级。这一点可以用密度矩阵重整化群算法研究扭曲边界条件下基态能量的变化来说明。
1998-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spinless fermions ladders at half filling
我们研究了一个半满的无自旋费米子梯子。我们发现，相反的单链，阶梯成为莫特绝缘体任意小的排斥相互作用。我们得到了完整的相图和电荷间隙等物理量。我们发现，只有一个单一的绝缘相的排斥相互作用，无论链间跳跃和单链莫特间隙的强度。因此，在这个系统中没有限制-解除限制的过渡，而是一个简单的交叉。我们发现，掺杂后的系统成为一个Luttinger液体的通用参数$K=1/2$不同的单链（$K=1/4$）。
2000-07-21 cond-mat.str-el
Analytical approach to the quantum-phase transition in the one-dimensional spinless Holstein model
利用最近发展起来的基于投影的重整化方法（PRM）研究了无自旋费米子与无色散声子相互作用的一维Holstein模型。在半填充的系统中示出了一个金属-绝缘体过渡到Peierls扭曲状态在一个关键的电子-声子耦合，其中两个阶段内描述相同的理论框架。这种转变伴随着布里渊区边界处的声子软化和电子光谱中的间隙。对于不同的填充，声子软化出现远离布里渊区边界，从而反映了不同类型的对称性破缺状态。
2006-05-25 cond-mat.str-el
Dynamical Time-Reversal Symmetry Breaking and Photo-Induced Chiral Spin Liquids in Frustrated Mott Insulators
最近，人们对在受抑量子磁体中寻找量子自旋液体的兴趣激增，各种候选材料都受到了严格的审查。然而，一个带隙的拓扑自旋液体的实验确认仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们表明，圆偏振光可以提供一个新的旋钮驱动阻挫莫特绝缘体成为手性自旋液体（CSL），实现了一个难以捉摸的量子自旋液体与拓扑秩序。我们发现，驱动Kagome莫特绝缘体的动力学是很好地捕获一个有效的Floquet自旋模型，与加热强烈抑制，诱导标量自旋手征$S_i \cdot (S_j \times S_k)$项，动态打破时间反演，同时保持SU（2）的自旋对称性。我们对瞬态相图进行了指纹分析，发现在平衡态附近存在一个稳定的光致CSL。提出的结果表明，采用动力学对称性破缺工程师量子自旋液体和访问难以捉摸的相变，是不容易达到平衡。
2017-10-11 cond-mat.str-el
Spontaneous breaking of time-reversal symmetry in topological insulators
研究了六角晶格上的无自旋费米子系统。我们考虑了紧束缚模型，其中最近邻和次最近邻格点之间的跳跃积分依赖于链接的方向。根据方向将链路分为三种类型，跳变积分由沿链路的不同相位定义。系统的能量依赖于相位差，对应于能量最小值的相位解导致具有非平凡Chern数的拓扑绝缘体态。我们分析了不同的拓扑状态和相变，手征无隙边缘模式的行为，定义了陈数。计算了拓扑绝缘体（TI）的能带结构，得到了参数空间中的基态相图。我们提出了一种新的机制实现TI，当TI状态是由于自发破缺的时间反演对称性的非平凡的稳定的解决方案，确定沿链接的跳跃积分的阶段，并表明Haldom模型可以实现在真正的化合物的凝聚态物理。
2017-04-26 cond-mat.str-el
Higher-Order Topological Insulators
三维拓扑（晶体）绝缘体是具有绝缘体，但导电表面状态的材料，其在拓扑上受到时间反转（或空间）对称性的保护。在这里，我们将三维拓扑绝缘体的概念扩展到没有带隙表面状态的系统，但表现出拓扑保护的无带隙铰链状态。它们的拓扑性质受到时空对称性的保护，其中我们提出了两种情况：（1）手征高阶拓扑绝缘体受到时间反演和四重旋转对称性的保护。它们的铰链状态是手性模式，体拓扑结构是$\mathbb{Z}_2$ -分类的。(2)受时间反转和镜像对称保护的螺旋高阶拓扑绝缘体。它们的铰链状态以Kramers对出现，并且本体拓扑是$\mathbb{Z}$分类的。我们提供了这两种情况下的拓扑不变量。此外，我们表明，SnTe以及表面改性的Bi $_2$ TeI，BiSe和BiTe是螺旋高阶拓扑绝缘体，并提出了一个现实的实验设置来检测铰链状态。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Commuting-projector Hamiltonians for 2D topological insulators: edge physics and many-body invariants
受最近构造的二维（2D）时间反演不变拓扑超导体的投影哈密顿量的启发[Wang等人，Phys. Rev. B 98，094502（2018）]，我们引入了一个描述相互作用但精确可解的2D拓扑绝缘体的投影模型。我们明确地表明，我们的模型的带隙和无隙的边界是一致的带理论，弱相互作用的拓扑绝缘体。有趣的是，在某些晶格上，我们的时间反演对称模型也享有$\mathcal{CP}$对称性，从而直观地解释了$\mathcal{CP}$对称的拓扑绝缘体的体积不变量放在克莱因瓶系统。我们还简要地讨论了如何这些多体不变量可能能够表征模型与时间反演对称性。
2019-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Fragile topological insulators protected by rotation symmetry without spin-orbit coupling
本文提出了一系列三维旋转对称脆性拓扑绝缘体的模型，这些绝缘体具有时间反转对称性（$T$）和$n$ -折叠旋转对称性（$C_n$）保护的无隙表面态.我们的模型是傅的模型的无自旋拓扑晶体绝缘体，其中轨道自由度发挥的作用，赝自旋的推广。我们考虑了具有$C_n$对称性的最小表面哈密顿量，并讨论了可能的无隙表面态，即，一个二次带接触和多个线性色散的狄拉克锥。我们用Wilson环中的两种拓扑不变量刻画了体波函数的拓扑结构：由$C_n$（$n=4,6$）和时间反演对称性保护的$\mathbb{Z}_2$不变量，以及当占据带数为2时由$C_2T$保护的$\mathbb{Z}$不变量（Euler类）.相应地，我们的模型实现了两种脆弱的拓扑绝缘体。一个是脆弱的$\mathbb{Z}$拓扑绝缘体，其唯一的非平凡拓扑指数是指定表面狄拉克锥的数量的欧拉类。另一种是易碎的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体，具有无带隙表面态，具有二次带接触或四（六）个狄拉克锥，其由时间反演和$C_4$（$C_6$）对称性保护。最后，我们讨论了对$s$轨道带的不稳定性的无间隙的表面状态，并表明，表面状态缺口通过与表面本地化的$s$轨道带的杂交。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-insulator transition of the Kagome lattice fermions at 1/3 filling
本文讨论了Kagomé晶格上1/3填充时无自旋费米子模型的金属-绝缘体相变。利用精确对角化、密度矩阵重整化群方法和无规相位近似对系统进行了分析。在强耦合区，电荷有序的基态与元格有序的有效模型的预测一致。我们发现，金属-绝缘体跃迁的定性性质是完全不同的，取决于跳跃积分的符号，反映了在费米能级的能带结构的差异。
2010-01-06 cond-mat.str-el
Time-reversal symmetry breaking superconducting ground state in the doped Mott insulator on the honeycomb lattice
掺杂莫特绝缘体中超导性的出现已经争论了几十年。本文报道了用Grassmann张量积态变分方法在蜂窝晶格上的掺杂莫特绝缘体（用著名的t-J模型描述）中发现时间反演对称破缺超导基态的理论结果。作为一个基准，我们使用精确对角化和密度矩阵重整化方法来检查我们的小集群的结果。我们发现系统的基态能量以及其他物理量，如交错磁化的一致性。在低掺杂时，超导电性与反铁磁有序共存。
2013-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phases of correlated spinless fermions on the honeycomb lattice
我们使用精确对角化和集团微扰理论来讨论蜂窝晶格上无自旋费米子的强相互作用和量子涨落的作用。我们发现量子涨落在弱相互作用和强相互作用下都非常明显。一个弱的第二近邻库仑排斥$V_2$诱导一个相互作用产生的量子反常霍尔相位的趋势，证明了在平均场论。然而，量子涨落防止形成一个稳定的量子霍尔相位之前，在大$V_2$的平均场论预测的电荷调制阶段的发病。因此，该系统经历了从半金属到电荷调制相的直接转变。对于后者，电荷波动也起着关键作用。虽然与弹球液体相关的相通过排斥$V_2$稳定，但其低位电荷激发的能量与电子跳跃$t$成比例，如在带绝缘体中。
2014-01-03 cond-mat.str-el
Precise determination of critical points of topological phase transitions via shift current in two-dimensional inversion asymmetric insulators
临界点的精确确定是提取各种相变临界性质的基础。我们确定，对于二维反演非对称绝缘体，有和没有时间反转对称，拓扑相变发生时，所有非零分量的带边位移电流张量将扭转其符号以奇异的方式，无论什么现实值的温度。带边位移电流张量的这种显著的符号反转行为可以用来精确地确定各种拓扑相变的临界点，即使是温度驱动的相变。我们建议用具体的材料来检验我们的预测。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Topological Insulators and the Fractional Magnetoelectric Effect
拓扑绝缘体的特征在于存在受时间反演对称性保护的无间隙表面模式。在三个空间维度的磁电响应描述的电磁场的散装θ项。在这里，我们构建这样的阶段，不能顺利地连接到任何带状绝缘体的理论例子。这种相关的拓扑绝缘体承认分数θ/π描述的分数磁电响应的可能性。我们表明，分数θ/π是唯一可能的在一个带隙的时间反演不变系统的玻色子或费米子，如果系统也有deconfined分数激发和相关的退化基态拓扑非平凡空间。我们用一个时间反演对称拓扑绝缘体的相关玻色子与θ = π/4的具体例子来说明这一结果。电子分数拓扑绝缘体的扩展进行了简要介绍。
2010-05-06 cond-mat.str-el hep-th
Hidden excitonic quantum states with broken time-reversal symmetry
本文提出激子绝缘体可在几何约束诱导下转变为纯轨道时间反演对称性破缺的隐藏态，为实现奇异轨道磁序及区分激子与结构相变提供新思路。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Hubbard model on the kagome lattice with time-reversal invariant flux and spin-orbit coupling
本文采用数值计算和解析方法研究了具有时反不变通量和自旋轨道耦合的哈伯德模型。特别是，我们使用实空间动力学平均场论（R-DMFT）进行计算。为了研究系统的拓扑性质，我们采用了拓扑哈密顿方法。我们得到了一个丰富的相图：对于弱相互作用和中等相互作用，根据模型参数，系统是在带绝缘体，拓扑绝缘体，或金属相，而对于强相互作用的系统是在莫特绝缘体相。我们还研究了在这个系统中发生的磁相。为此，除了R-DMFT，我们还使用两种分析方法：大的相互作用和现场能量的微扰理论，和随机平均场论。
2022-06-07 cond-mat.str-el
Nonresonant Raman and inelastic X-ray scattering in the charge-density-wave phase of the spinless Falicov-Kimball model
研究了无限维超立方晶格上无自旋Falicov-Kimball模型的非共振非弹性光散射和X射线散射。从脏金属到莫特绝缘体，在不同的库仑排斥$U$值下，得到了多体态密度。在零温度下，电荷能隙正好等于$U$ ;温度升高会迅速用子能隙态填充能隙。拉曼和非弹性X射线散射的非共振响应函数显示出与间隙上的跃迁和涉及亚间隙状态的跃迁相连接的峰。在X射线散射的情况下（当能量和动量都被转移时），响应函数说明了不同（非共振）对称通道（$A_{\rm 1g}$和$B_{\rm 1g}$）中的动态屏蔽（顶点校正）的特征。我们还推导并验证了（非共振）拉曼和非弹性X射线响应函数的一阶矩和规则。
2009-03-31 cond-mat.str-el
$\mathbb Z_2$ fractional topological insulators in two dimensions
提出了一个简单的微观模型来数值研究二维分数拓扑绝缘体（FTI）的稳定性。FTI的最简单的例子由两个具有相反手征的Laughlin态的解耦副本组成。我们把注意力集中在半填充的玻色子上。我们研究了FTI相位的稳定性时，除了两个不同性质的耦合项：自旋间相互作用项，和反演对称性破缺项，耦合在单粒子水平的副本。使用精确对角化和纠缠谱，我们数值表明FTI相位对于两种扰动都是稳定的。我们比较我们的系统，一个类似的双层分数陈绝缘体。我们发现的证据表明，时间反演不变系统生存的相互作用耦合的引入在一个更大的规模比时间反演对称性破缺，强调时间反演对称性的重要性FTI相稳定性。我们还讨论了可能的分数相位超过$ν= 1/2$。
2014-02-11 cond-mat.str-el
Building Blocks of Topological Quantum Chemistry: Elementary Band Representations
由局部自由度描述的化学轨道和在动量空间中定义的能带理论之间的联系，是由扎克在几十年前在他的“基本”能带表示理论中提出的，适用于有和没有时间反演的无自旋系统。在Nature 547，298-305（2017）中，我们将该理论推广到具有时间反演对称性的自旋轨道耦合系统的实验相关情况，并证明了所有不变换为带表示的带都是拓扑的。在这里，我们给出了这个建筑的全部细节。我们证明，基本的频带表示连接的布里渊区的频带，并描述本地化的Wannier轨道尊重对称性的晶格（包括时间反演时，适用），或者，如果断开，描述拓扑绝缘体。然后，我们将展示如何从一个特定的Wyckoff位置生成一个带表示，并确定哪些Wyckoff位置生成所有空间群的基本带表示。这个理论适用于所有维度的自旋和无自旋系统，无论是否有时间逆转。我们引入了同伦的概念等价，并表明它的结果在一个更精细的分类拓扑相位比仅基于波函数的对称性在布里渊区的特殊点的方法。利用我们在Nature 547，298-305（2017）中介绍的带连接性到图论问题的映射，我们在同伴论文中展示了Wyckoff位置可以生成断开的基本带表示，为系统的材料搜索提供了一个自然的途径。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Majorana Fermions in superconducting wires: effects of long-range hopping, broken time-reversal symmetry and potential landscapes
我们提出了一个全面的研究Kitaev的无自旋模型的一维p波超导体的实验相关的扩展：那些涉及（i）较长的范围跳跃和超导性和（ii）非均匀的潜力。我们开始与无自旋模型的教学审查，并作为一种手段，表征拓扑阶段所表现出的系统在这里研究，我们引入散装拓扑不变量，以及那些来自明确考虑边界模式。在时间反演不变系统中，我们发现，较长的范围跳跃导致拓扑相位的特点是多个马约拉纳模式。特别是，我们调查的自旋模型，它尊重的对偶性和映射到一个费米子模型与多个马约拉纳模式，我们突出了这些拓扑阶段和破缺对称性阶段在原来的自旋模型之间的连接。在时间反演对称性破缺项的存在下，我们表明，拓扑相图的特点是由一个扩展的无隙制度。对于非均匀势的情况，我们探讨了周期、准周期和无序系统的相图。我们提出了一个详细的映射正常状态的本地化性质的系统和相应的超导系统的拓扑相位。这个强大的工具，使我们能够利用霍夫施塔特的蝴蝶和大量的文献安德森局域化的问题，在超导准周期和无序系统，分别Majorana模式的分析。我们简要地触及的协同效应，可以预期的情况下，远程跳跃和无序都存在。
2013-03-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
On the particle-hole symmetry of the fermionic spinless Hubbard model in $D=1$
我们重新审视了一维（$D=1$）费米子无自旋哈伯德模型的粒子-空穴对称性，将这种对称性与一维自旋1/2 $XXZ$海森堡模型在纵向磁场反转和任何有限温度下的亥姆霍兹自由能的不变性联系起来。在比较该链模型的两个区域时，一个区域中的粒子数等于另一个区域中的空穴数，人们发现，一般来说，它们的热力学是相似的，但不完全相同：两个模型共享比热和熵函数，但不共享每个位点的内能、第一近邻关联函数和每个位点的粒子数。由于该对称性，第一近邻关联函数之间的差与$XXZ$海森堡模型的磁化的$z$分量成比例。本文给出的结果对描述相邻费米子间吸引/零/排斥相互作用的相互作用强度参数$V$的任何值都是有效的。
2014-07-08 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Magnetic Instability on the Surface of Topological Insulators
受时间反演对称性和电荷守恒保护的无间隙表面态是3D拓扑绝缘体的表现形式之一。在这项工作中，我们研究如何电子-电子相互作用可能会导致自发破缺的时间反演对称性表面的绝缘体。我们发现存在一个临界相互作用强度，在该强度以上的表面是不稳定的自发形成的磁化，并研究了这个临界相互作用强度对温度和化学势的依赖关系。
2011-10-18 cond-mat.other cond-mat.str-el
A symmetry-respecting topologically-ordered surface phase of 3d electron topological insulators
三维电子拓扑绝缘体（ETI）是一种受粒子数守恒和时间反演对称性保护的物质相。以前认为，ETI的表面必须是无间隙的，除非这些对称性之一被打破。一个著名的保序、无间隙的ETI表面终端支持奇数个狄拉克锥。在本文中，我们推导出一个尊重的，有间隙的表面终止的ETI，它携带一个内在的二维拓扑秩序，Moore-Read x anti-semion。摩尔-里德扇区支持非阿贝尔电荷1/4任意子，而阿贝尔反半子扇区是电中性的。时间反演对称性在这个表面阶段中以高度非平凡的方式实现。此外，这是不可能实现这一阶段严格在2d，同时保持其实现的粒子数和时间反演对称性。ETI表面上的拓扑有序相和拓扑平凡的时间反演破碎相之间的一维边（霍尔电导率σ_H = 1/2）携带右移中性Majorana模、右移玻色子电荷模和左移玻色子中性模。拓扑有序相通过XY* 普适类中的直接二级相变与表面超导体分离，当从拓扑有序侧接近时，该相变由电荷1/2玻色子的凝聚驱动，当从超导侧接近时，由通量4π涡旋的增殖驱动。此外，我们还证明了，如果电子在时间反演下转变为Kramers单线态，则不存在没有内在拓扑序和电磁响应θ角（θ= π）的时间反演不变（相互作用）电子绝缘体.
2013-06-14 cond-mat.str-el
Spontaneous breaking of time-reversal symmetry in topological superconductors
研究了无自旋费米子在超导态中的行为，其中超导序参量的相位依赖于链接的方向。我们发现超导体的能量依赖于超导序参量的相位差。对应于能量最小的相位的解，导致具有非平凡陈数的拓扑超导态。本文着重对不同晶体对称性的超导体拓扑态的性质进行了定量分析，指出拓扑超导态的相变是超导态时间反演对称性自发破缺的结果。研究了手征无带隙边缘模的特性，计算了其Chern数。
2017-08-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Mott transition in a two band model of spinless fermions with on-site Coulomb repulsion
在平均场方法的框架下，研究了正方晶格上无自旋费米子半填充双带模型中的拓扑Mott跃迁。我们考虑了在位库仑排斥和自旋轨道Rashba耦合的综合效应。基态相图计算作为一个功能的自旋轨道Rashba耦合和库仑排斥的强度。自旋-轨道Rashba耦合导致了一种独特的物质相，拓扑半金属。研究了非拓扑绝缘体与拓扑半金属态之间的一种新的相变。拓扑相态的特征在于零能量的马约拉纳态，它存在于波矢的定义区域内，并局限于样品的边界。零能Majorana态的存在区域在Mott相变点趋于零。零能Majorana态是无色散的（可以认为是平带），Chern数和Hall电导都为零（二维模型中的注
2021-10-12 cond-mat.str-el
Stability of Topological Insulators with Non-Abelian Edge Excitations
非阿贝尔霍尔态的手征-反手征对，如Pfavian、Read-Rezayi和NASS态，可以用来模拟二维时间反演不变的拓扑绝缘体。它们的稳定性与Z_2反常的存在有关，并由对自由费米子和阿贝尔系统引入的相同的Z_2指数表征。在这项工作中，我们继续提供的形式的时间反演不变的相互作用，间隙的非阿贝尔边缘激发的稳定性分析。我们的方法是基于相应的“父”阿贝尔状态的投影的非阿贝尔状态的描述。
2014-10-08 cond-mat.str-el
Classification and analysis of two dimensional abelian fractional topological insulators
我们提出了一个一般的框架，分析分形，时间反演不变的电子绝缘体在两个维度。该框架适用于所有准粒子具有阿贝尔编织统计的绝缘体。首先，我们构造了可以描述这些状态的最一般的陈-西蒙斯理论。然后，我们推导出一个标准，当这些系统有保护的无间隙的边缘模式-也就是说，边缘模式，不能缺口没有打破时间反转或电荷守恒对称。具有保护边缘模的系统可以看作是拓扑绝缘体的分形模拟。我们表明，以前的例子2D分数拓扑绝缘体的特殊情况下，这种一般建设。作为我们推导的一部分，我们定义了“局部Kramers退化”的概念，并证明了局部版本的Kramers定理。
2012-09-27 cond-mat.str-el
Time-reversal symmetric U(1) quantum spin liquids
我们研究了三维空间中具有时间反演对称性的量子$U(1)$自旋液体。我们发现，这样的$U(1)$自旋液体，区分其涌现的电/磁电荷的属性，共7个家庭。我们展示了这些自旋液体是如何相互关联的。其中两个类承认非平凡的保护表面状态，我们描述。我们展示了如何通过从粒子（部分子）结构访问所有7种自旋液体。我们还提供了直观的环路气体的基态波函数的描述。这些相之一是"拓扑莫特绝缘体"，通常被描述为一个涌现的费米子"自旋"的拓扑绝缘体。我们表明，这个阶段承认一个显着的双重描述作为一个拓扑绝缘体的新兴费米子磁单极子。这导致拓扑莫特绝缘体的新的（可能是自然的）表面相和新的从粒子构造。我们描述了不同的$U(1)$自旋液体之间的连续量子相变。这七个家庭的国家承认一个更好的区别，在他们的表面性质，我们确定结合这些自旋液体与对称性保护的拓扑相位。我们讨论的经验教训，如烧绿石量子自旋冰，其中可能含有一个$U(1)$自旋液体的材料。我们建议拓扑莫特绝缘体作为量子自旋冰哈密顿量在一定参数范围内的可能基态。
2016-03-30 cond-mat.str-el
