Full counting statistics and fluctuation-dissipation relation for periodically driven two-state systems
利用主方程导出了耦合到两个水库的随机周期驱动系统的涨落定理。为了系统地处理绝热和非绝热的贡献，我们把电流产生和熵产生的累积母函数写成了封闭的紧致形式。考虑到时间反演的对称性和流入左右水库的瞬时电流不相等的性质，我们导出了涨落定理。结果发现，从涨落定理导出的涨落耗散关系涉及一个关于亲和力的时间导数的扩展。
2020-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Quantum oscillations of helical edge states of periodically deformed 2D topological insulator in magnetic field
National University of Science and Technology MISIS（国立科技大学MISIS）；L.D. Landau Institute for Theoretical Physics, RAS（朗道理论物理研究所，俄罗斯科学院）；Dukhov Research Institute of Automatics (VNIIA)（杜霍夫自动仪器科学研究院（VNIIA））；National Research University Higher School of Economics（国立高等经济大学）
该研究针对磁场中边缘周期性形变的二维拓扑绝缘体，分析其螺旋边缘态的输运特性，发现能隙调制会产生以磁场为周期的可观测电导振荡，且建立了对应的半经典处理方法并验证了其正确性。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological band structure of surface acoustic waves on a periodically corrugated surface
表面声波（SAW）是位于弹性体表面上的弹性波。从理论上研究了波纹表面SAW的拓扑边缘模式。我们引入了一个在弹性体表面形成三角形格子的三角形。我们把微扰作为一个扰动，并构造本征模上的波纹表面上的叠加那些在波矢量是相互不同的倒易晶格矢量的平面。因此，我们显示出狄拉克锥出现在$K$和$K'$点的分析。此外，通过打破时间反演对称性，我们表明，狄拉克锥打开一个间隙，并为最低带的陈数有一个非零值。这意味着在带隙中存在着SAW的拓扑手征边缘模。
2019-03-29 cond-mat.mes-hall
Floquet Quantum Spin Hall Insulator in Cold Atomic Systems
对于冷原子系统，周期性地改变光晶格势提供了一种通用而简单的方法来驱动系统进入具有非平凡拓扑的相位。除了它的简单性，这种驱动方法，相比通常的驱动方法，通过施加一个外部的电磁场的静态系统，具有的优点，它不会打破原来的静态系统的时间反演对称性在任何给定的时间。基于这种方法，我们发现具有时间反演对称性的平凡绝缘体可以被驱动到Floquet量子自旋霍尔绝缘体。这种新的物质状态可以在同一边界上稳定地拥有一对或两对无隙螺旋态，这表明这种状态不是量子自旋霍尔绝缘体的简单模拟。讨论了时间反演破缺周期扰动的影响、新态的稳定性以及这种新的驱动方法对不具有时间反演对称性的系统的影响。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Optically tunable spin Hall effect in periodically driven monolayer transition metal dichalcogenides
本研究利用圆偏振光驱动单层过渡金属二硫化物，通过Floquet线性响应理论验证了可光学调控自旋霍尔效应自旋流的大小与方向，揭示其源于非Rashba效应与CPL非微扰效应的结合。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optimal energy conversion through anti-adiabatic driving breaking time-reversal symmetry
从卡诺热机开始，热机的理想效率一直与准静态变换和极小的输出功率联系在一起。在这里，我们精确计算的热力学性质的等温热机，其中的工作介质是一个周期性驱动的欠阻尼谐振子，而不是集中在相反的，反绝热的限制，其中的周期是最快的时间尺度的问题。我们表明，在该限制下，它是可能的接近理想的能量转换效率$η=1$，有限的输出功率和消失的小相对功率波动。由于时间反演对称性的破缺，热机的所有三个必要条件的同时实现是可能的。我们还表明，非马尔可夫动态可以进一步提高功率效率的权衡。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topology of time-reversal invariant energy bands with adiabatic structure
我们分类的拓扑结构定义的量子系统的能量状态的慢和快的自由度之间的尺度分离，不变的费米时间反演。经典相空间在时间反演下发生了不同于动量空间的变化，从而导致绝热带的拓扑结构不同于布洛赫带。我们表明，定义在一个二维相空间的频带进行分类的陈数，其奇偶性必须等于奇偶性的频带秩。偶数秩谱带等价地由Kane-Mele指数分类，Kane-Mele指数是一个等于Chern数一半的整数。
2015-11-29 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Time-Reversal Symmetry and Universal Conductance Fluctuations in a Driven Two-Level System
在时间反演对称性存在的情况下，量子干涉对无序系统的电导率有很强的修正作用。电子波函数的自干涉导致了弱局域化和普遍电导涨落等效应。在这里，我们研究了时间反演对称性破缺对受驱动的人工二能级系统的影响。使用超导通量量子比特，我们通过周期性地来回驱动量子比特通过避免交叉来实现散射事件作为多个朗道-齐纳跃迁。不同量子位轨道之间的干涉在量子位跃迁速率中产生散斑图案，类似于相干光从无序势散射时产生的干涉图案。由于散射事件是由驱动协议施加的，我们可以通过使驱动波形在时间上对称或不对称来控制系统的时间反演对称性。我们发现，过渡率的波动表现出尖锐的峰值时，驱动器是时间对称的，类似于普遍的电导波动的电子输运通过介观系统。
2012-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological charges of periodically kicked molecules
我们表明，最简单的现有分子-闭壳层的分子不相互作用-主机拓扑电荷时，由周期性的远共振激光脉冲驱动。一个周期性被踢的分子转子可以被映射到角动量空间中的“晶体”晶格上。这允许定义准动量和能带结构的Floquet表示，类比的布洛赫波的固态物理。施加由分子旋转周期的$1/3$间隔的激光脉冲产生具有交错跳跃的每个晶胞具有三个原子的晶格。在激光强度的合成维中，我们发现了具有拓扑荷的狄拉克锥。这些狄拉克锥在拓扑上受到反射和时间反演对称性的保护，让人想起（尽管不等同于）在石墨烯中看到的。它们-以及相应的边缘状态-通过调节激光强度可以广泛地调谐，并且可以在当今的实验中通过测量分子排列和旋转能级的群体来观察。这为研究小分子气相实验中的可控拓扑物理以及根据拓扑不变量对分子动力学态进行分类奠定了基础。
2023-03-02 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.chem-ph
Manipulating Z2 and Chern topological phases in a single material using periodically driving fields
$Z_{2}$和陈氏拓扑相，如新发现的量子自旋霍尔态和原始的量子霍尔态，由于它们对时间反演对称性（TRS）的矛盾要求，很难在同一种材料中共存。我们表明，虽然TRS是打破了系统的周期性驱动交流场，一个有效的TRS仍然可以定义提供的交流场是线性极化或某些其他条件得到满足。可控的TRS为我们提供了一条通过调节交流场的极化来操纵单一材料中的$Z_{2} $和Chern拓扑相的途径。为了证明这一想法，我们认为一个通用的蜂窝晶格模型作为一个基准系统，是相关的几个单层材料的电子结构。我们的计算表明，不仅可以诱导$Z_{2}$和陈相之间的转变，而且还可以控制边缘态的色散等特征。这开启了在单一材料中操纵各种拓扑相的可能性，并且可以成为设计一些新的物质电子态的有前途的方法。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonequilibrium Josephson diode effect in periodically driven SNS junctions
本研究提出周期驱动的超导体-正常金属-超导体（SNS）结可产生非平衡约瑟夫森二极管效应，揭示了两种对称性破缺构型下的二极管效应及反常电流现象，且该效应在绝热极限下消失。
2023-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological aspects of periodically driven non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger model
Raman Research Institute（拉曼研究所）
研究周期性驱动非厄米特Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑特性，发现双正交几何相位作为拓扑指数，揭示了不同相变和零模行为。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Photo control of transport properties in disorderd wire; average conductance, conductance statistics, and time-reversal symmetry
本文研究了光作用下一维无序导线的全电导统计。我们发展了周期性驱动系统的传输矩阵方法，用于分析具有小光频率的大系统的电导，其中相干光子散射不仅对电导分布的平均值而且对电导分布的形状都起着重要的作用。光作用下的平均电导是动态局域化与有效维数增加竞争的结果，并随驱动振幅的变化呈现非单调性。另一方面，电导分布的形状显示交叉现象，在中间的无序强度，光的应用显着改变的分布从对数正态分布到正态分布。此外，我们提出无序系统的电导可以通过设计光的形状、频率和振幅来控制。驱动场形状的改变控制了时间反转对称性，无序系统表现出与静态弱局域化中已知的负磁阻类似的行为。光的频率和振幅的微小变化导致电导的大变化，表现为巨光响应。我们的工作推进的角度来控制的平均值以及全电导统计的相干驱动无序系统。
2012-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological energy pumping in a quasi-periodically driven four-level system
SISSA（的里雅斯特国际高等研究学校）；Harish-Chandra Research Institute, a CI of Homi Bhabha National Institute（哈里什-昌德拉研究所，霍米·巴哈国家研究所下属中心）；Department of Physics, BITS Pilani-Hyderabad Campus（比拉理工学院海得拉巴校区物理系）
研究准周期驱动四能级系统实现二维合成Floquet晶格，揭示拓扑能量泵送机制，发现能量交换速率受自旋-轨道耦合影响，通过计算自旋陈数验证边缘模式存在。
2026-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Onsager Reciprocal Relations for Charge and Spin Transport in Periodically Driven Systems
针对周期驱动系统中电荷与自旋输运的昂萨格倒易关系理解不足的问题，本文建立了该关系并验证其适用性，明确了电导率主项与光偏振的依赖关系，为相关输运现象研究提供了理论基础。
2025-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.optics
An optimal topological spin pump
我们研究了最近推出的${\mathbb Z}_2$泵组成的一个家庭的一维大块绝缘体的时间反转限制的泵浦周期。我们发现，这些泵的散射矩阵是二分法的拓扑指数。我们表明，一类泵的特征在于一个非平凡的拓扑指数允许，在其拓扑平凡的对应物相比，量子化自旋的无噪声泵，即使在没有自旋守恒。这种区别揭示了二维时间反演不变绝缘体的${\mathbb Z}_2$分类。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall
Time-reversal Invariant SU(2) Hofstadter Problem in Three Dimensional Lattices
我们用时间反演不变性表示了三维SU（2）朗道能级问题的格点形式。通过引入Landau型规范，系统被简化为一维SU（2）Harper方程，其特征在于周期性自旋相关规范势。表面光谱表明空间分离的螺旋状态与相反的本征值的晶格螺旋算子。从边界螺旋费米面的分析和基于体波函数的Z2指数的计算两方面研究了能带拓扑。研究了三维弱拓扑绝缘体到强拓扑绝缘体的跃迁随跳跃参数各向异性的变化。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk-edge correspondence for Chern topological phases: A viewpoint from a generalized index theorem
本文从开放空间的指数定理出发，研究了不具有时间反演对称性的拓扑绝缘体（超导体）的体-边对应。我们假设一般的哈密顿量不仅具有线性色散，而且具有由一般的能带结构产生的高阶导数。使用一个广义指数定理有效的这样的系统，我们显示的边缘状态和陈数指定的散装系统的谱流之间的等价性。
2012-10-18 cond-mat.mes-hall
$\mathbb{Z}_2$ invariants of topological insulators as geometric obstructions
本文考虑具有费米子（或奇）型时间反演对称性的带隙周期量子系统，即时间反演算符平方为-1。我们研究了二维和三维中周期和时间反演不变的Bloch框架的存在性。在2D中，这样的帧的存在的障碍被示出编码在一个$\mathbb{Z}_2$值的拓扑不变，这可以通过一个简单的算法计算。我们证明了后者与Fu-Kane指数一致。相反，在3d中，四个$\mathbb{Z}_2$不变量从构造中出现，再次与Fu-Kane-Mele指数相关。当没有拓扑障碍，我们提供了一个建设性的算法，明确产生一个周期性和时间反演不变的布洛赫框架。结果是制定在一个抽象的设置，使它既适用于离散模型和连续的。
2016-01-12 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
$\mathbb{Z}_{2}$ Topological Index for Continuous Photonic Materials
电子拓扑绝缘体是21世纪凝聚态物理的重大突破之一。到目前为止，寻找电子拓扑绝缘体的轻对应物仍然是难以捉摸的。这是由于光和物质的本质不同，光子和电子的自旋也不同。在这里，它表明，电子拓扑绝缘体的理论有一个真正的模拟在时间反演不变的连续材料中的光波传播的背景下。我们引入了一个规范不变的$Z_2$指数，该指数依赖于光子能带结构的全局性质，并且对保持时间反演不变性的材料参数的任何连续弱变化具有鲁棒性。一个非平凡的$Z_2$指数有两个可能的原因：（i）在${\bf{k}} \to \infty$极限中伪哈密顿量缺乏平滑性，以及（ii）正负频率本征模分支之间的纠缠。特别是，它被证明，电型等离子体和磁型等离子体是拓扑不等价的一个固定的波极化。我们提出了一个散装边缘对应，链接的边缘模式的数量与两个连续的散装材料的拓扑不变量，并提出详细的数值例子，说明了该理论的应用。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Time-reversal symmetry and random polynomials
我们分析了随机多项式的根的密度，其中每个复系数由随机模量和固定的确定性相位构成。的根的密度被证明具有奇异分量的情况下，只有在该阶段的系数的指数线性增加。这意味着，与先前的信念相反，具有某种反幺正对称性的典型量子混沌系统的本征向量在恒星表象中不会显示成簇曲线。此外，一类时间反演不变的量子系统，其光谱显示的波动特性的正交系综，而本征向量赋予的预测幺正系综。
1996-11-06 chao-dyn cond-mat.mes-hall nlin.CD
${\mathbb Z}_2$ Topological Invariant for Magnon Spin Hall Systems
我们提出了一个定义的${\mathbb Z}_2$拓扑不变量的磁振子自旋霍尔系统，这是玻色子模拟的二维拓扑绝缘体在类AII。在这些系统中，“Kramers对”的存在是由伪时间反演对称性保证的，伪时间反演对称性在某种幺正变换下与时间反演对称性相同。每对Kramers带的${\mathbb Z}_2$指数用Berry连接和曲率的玻色子对应物表示。我们构建明确的例子磁振子自旋霍尔系统，并证明我们的${\mathbb Z}_2$指数精确地表征螺旋边缘状态的存在或不存在。所提出的${\mathbb Z}_2$指数和所发展的形式不仅适用于磁振子系统，而且也适用于其他非相互作用玻色子系统。
2020-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Geometrical engineering of a two-bands Chern insulator in two dimensions with arbitrary topological index
二维2带绝缘体破缺时间反演对称性可以呈现拓扑相位，其拓扑相位由称为陈数的拓扑不变量表示。在这里，我们首先提出了一个有效的程序来确定这个拓扑指数。这个工具允许在原则上设想2带哈密顿与任意陈数。我们应用我们的方法，逐步构建一个量子反常霍尔绝缘体（陈氏绝缘体），它可以通过五个拓扑相位调整由陈氏数{0，+/-1，+/-2}。在一个圆柱形的有限几何形状，这样的绝缘体，因此可以维持两个边缘状态，我们解析表征。从这个非平凡的陈氏绝缘体和它的时间反转副本，我们建立了一个量子自旋霍尔绝缘体，并显示如何与一个+/-2陈氏指数相产生平凡的Z2绝缘相。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Fredholm Homotopies for Strongly-Disordered 2D Insulators
本文研究了在强安德森局域化下二维费米时反不变拓扑绝缘体的拓扑指数。我们设计了一种方法，在这些系统的背景下产生的某些Fredholm运营商之间进行插值。我们使用这种技术来证明具有（费米）时间反演对称性（AII类）的迁移率间隙2D拓扑绝缘体的体-边对应，并为Elgart-Graf-Schenker（2005）关于强无序整数量子霍尔系统的体-边对应定理提供了另一种途径。此外，我们提供了一个证明的稳定性的$\mathbb{Z}_2$指数的迁移率间隙制度。这些二维的结果作为一个模型的研究更高的维度$\mathbb{Z}_2$指数。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall math-ph math.FA
Topologically protected Dirac plasmons in graphene
拓扑光学态具有独特的抗缺陷性和无损耗传输能力，是光子学应用的理想材料，其中一类强有力的拓扑光学态是基于光学响应的时间反演对称性破缺，但现有的拓扑光学态要么结构复杂、体积庞大，要么只能在微波波段工作。在这里，我们提出并提供了一个理论证明的原理演示高度受限的拓扑保护的光学状态，以实现在红外频率在一个简单的二维材料结构-周期性图案化的石墨烯单层受到磁场低于1特斯拉。在我们的石墨烯蜂窝状超晶格结构中，等离子体激元在超晶格结处表现出实质性的非互易行为，导致拓扑保护的边缘状态和由该材料的强磁光响应实现的局部体模的出现，这导致在中等静态磁场下已经发生时间反演对称性破缺。所提出的方法是简单和强大的实现拓扑非平凡的2D光学状态，不仅在石墨烯，而且在其他2D原子层，并可能铺平道路，实现快速，纳米级，缺陷免疫器件集成光子学应用。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-adiabatic topological spin pumping
基于Floquet散射理论，我们解析地研究了一个精确可解模型的拓扑自旋抽运。引入Floquet自旋Chern数来刻画周期含时系统。拓扑自旋泵浦在存在和不存在时间反转对称性的情况下都保持稳健，只要泵浦频率小于带隙，其中电子输运仅涉及泵浦中的Floquet倏逝模。对于大于带隙的泵浦频率，其中泵浦中的传播模式参与电子输运，自旋泵浦速率迅速衰减，标志着拓扑泵浦状态的结束。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall crystals at fractional filling of twisted MoTe$_2$
Tsinghua University（清华大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
该研究预测分类了相互作用驱动的量子自旋霍尔晶体，以5°附近扭曲双层MoTe₂的ν=-8/3处的电荷有序态为代表，确定了其优于竞争态的条件。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Zero refractive index in space-time acoustic metamaterials
对人工结构材料的新的科学研究和实验已经将波操纵展示到了极致。其中，零折射率超材料以其独特的波操纵特性和应用潜力成为波物理研究的前沿。值得注意的是，在这种奇异的材料中，时间谐波场具有无限的波长，并且在其相位分布中不表现出任何空间变化。这种独特的特征可以通过迫使狄拉克锥到布里渊区（点）的中心来实现，正如以前预测和实验证明的那样，在时不变的超材料中，通过三种不同模式之间的偶然简并。在这篇文章中，我们提出了一种不同的方法，使真正的锥形色散与两倍的简并，并产生零指数的属性。我们打破了时间反演对称性，并利用时空调制方案来演示具有零折射率的时间Floquet声学超材料。这种行为，预测使用频闪分析，证实了全波有限元模拟。我们的研究结果建立了时空超材料作为一种新的可重构平台波控制的相关性。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.class-ph
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
Conductance beyond the Landauer limit and charge pumping in quantum wires
周期性驱动系统可以用Floquet理论来描述，它被提出来表现出不同于静态哈密顿量的特征行为。Floquet理论提出用状态来描述这种周期性驱动的系统，这些状态除了通常的系统希尔伯特空间外，还用光子数来索引。我们提出了一种方法来直接测量这个额外的Floquet自由度的测量的直流电导的单通道量子点接触。具体而言，我们表明，一个单一的通道线增强与光栅结构，当用微波辐射照射时，可以显示出DC电导以上的限制的一个电导量子设置的Landauer公式。所提出的系统的另一个有趣的特征是，在性质上是非绝热的，它可以被用来泵浦一个强大的栅极电压依赖的光电流，即使与线性偏振辐射。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall
Weyl nodes with higher-order topology in an optically driven nodal-line semimetal
创建和操纵拓扑态是凝聚态物理的一个关键目标。周期驱动提供了一种强大的方法来操纵电子状态，甚至在固体中创建拓扑状态。在这里，我们调查的可调Floquet状态在一个周期性驱动的高阶节线半金属与空间反转和时间反转对称性。我们发现，通过圆偏振光照射，可以在高阶半金属中诱导出同时支持一维铰链费米弧和二维表面费米弧态的Floquet Weyl半金属态.此外，我们还证明了外尔节点的位置和表面费米弧的曲率可以通过调节光的传播方向和入射角来调节。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall
Phase Transition of Topological Index driven by Dephasing
本文研究退相位噪声下的拓扑绝缘体，通过二维Chern绝缘体与三维时间反演保护拓扑绝缘体等案例，证实有限退相位强度下存在拓扑指数相变，验证了拓扑绝缘体对退相位的鲁棒性。
2025-11-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
