Geometric thermodynamic uncertainty relation in periodically driven thermoelectric heat engine
在非平衡稳态和各种随机系统中,热力学不确定性关系量化了平均电流、相关波动(精度)和熵产生(成本)之间的权衡。在这里,我们研究了热力学的不确定性关系,在一般的热电热机下的周期性控制协议,通过揭示潜在的贝里相的贡献。我们表明,我们的热力学不确定性关系打破了开创性的稳态结果,源于非零几何效应。此外,通过推导随后的权衡关系绑定效率,功率和恒定性,我们证明了周期性驱动的热电热机一般可以优于稳态类比。通过一个解析可解的双端单量子点热机在周期性调制下的计算,给出了一般的边界。我们的工作为限制和优化各种周期性驱动的热电热力机提供了几何框架。
2022-01-07 cond-mat.mes-hall
Anomalous Fermi arcs in a periodically driven Weyl system
三维外尔半金属在样品表面上表现出开放的费米弧,连接相反手征的体外尔点的投影。这些表面态的规范解释是根据层量子霍尔效应的手征边缘模式:垂直于连接两个外尔点的动量的二维动量空间平面由非零的陈氏数表征。值得注意的是,与已知的二维Floquet反常手征边缘态类似,在周期驱动系统中,在没有陈数的情况下,可以实现开放的费米弧。在这里,我们提出了一种方法来构建这样的反常费米弧在一个具体的模型。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Floquet High Chern Insulators in Periodically Driven Chirally Stacked Multilayer Graphene
手性堆叠的$N$层石墨烯是在其Brillioun区中的两个非等效角处具有$\pm p^N$带接触的半金属。我们预测,非共振圆偏振光(CPL)驱动手性堆叠的$N$层石墨烯成为Floquet Chern绝缘体(FCI),也称为。量子反常霍尔绝缘体,具有可调的高陈数$C_F=\pm N$和大的间隙。这样的FCI和具有由电压门引起的高谷陈数$C_v=\pm N$的谷霍尔(VH)绝缘体之间的拓扑相变可以通过CPL和电压门的参数来设计。我们提出了一个拓扑域壁之间的FCI和VH阶段,沿完美的谷极化$N$通道边缘状态单向传播没有反向散射。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Periodically Driven Open Quantum Systems: Spectral Properties and Non-Equilibrium Steady States
本文基于 Floquet-Lindblad 主方程分析周期驱动开放量子系统的谱性质,证明物理 NESS 的存在性,并以双带绝缘固体模型验证其非线性光学响应计算能力。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Beating Carnot efficiency with periodically driven chiral conductors
传统上,理想热机产生的功率不能大于卡诺极限。这一深刻的结果是基于热力学第二定律。一个热门的问题是,这个界限是否仍然是有效的微发动机远离平衡运行。在这里,我们证明了由交流电压驱动的量子手征导体确实可以以比卡诺束缚大得多的效率工作。该系统还从普通温度浴中提取功,违反了开尔文-普朗克声明。尽管如此,在适当的定义下,熵产生总是正的,第二定律是成立的。获得超过卡诺极限的效率的关键成分是:i)由于AC场的光辅助激发过程的不可逆熵产生,以及ii)由于手性而没有功率注入。我们的研究结果是相关的,鉴于最近的事态发展,使用小导体测试的热力学发动机的基本限制。
2022-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Complex classes of periodically driven topological lattice systems
周期性驱动(Floquet)晶体由它们的准能谱描述。它们的拓扑性质的特点是连接到这个频谱的间隙的不变量。在这篇文章中,我们定义这样的不变量在所有的空间维度,无论是在没有对称的情况下,并在酉手征对称性存在的情况下。当不存在对称性时,可以在所有偶数空间维度中的每个间隙中定义$\mathbb{Z}$值不变量。这个不变量并不能捕获存在手征对称性的系统的所有性质。在偶数空间维中,手征对称性对不同间隙的手征对称性的值有一定的限制。在奇数维空间中,手征对称性也使得能够仅在手征间隙$0$和$π$中定义$\mathbb{Z}$值不变量。我们涉及到两个间隙不变量的标准不变量表征的准能带的系统。在一维和三维的例子进行了讨论。
2016-03-21 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Anomalous topological edge modes in a periodically-driven trimer lattice
本研究提出周期驱动三聚体扩展SSH模型,发现钉扎于半驱动频率的π模等反常边缘模,源于拓扑与手征对称性相互作用,并验证其对无序的鲁棒性。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall
Engineering and probing non-Abelian chiral spin liquids using periodically driven ultracold atoms
本文提出基于 Floquet 周期驱动和冷原子实现 Kitaev 蜂窝模型的方案,以构建并探测非阿贝尔手性自旋液体,通过能隙谱学和边缘淬火探测手性边缘信号,为研究非阿贝尔激发和量子化热输运铺路。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Time-resolved ARPES and optical transport properties of irradiated twisted bilayer graphene in steady-state
该研究理论对比周期性驱动扭曲双层石墨烯中 Floquet 态的稳态与投影占据,揭示二者在 trARPES 谱和光学霍尔电导率上的显著差异。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall
Chirality, causality, and fluctuation-dissipation theorems in non-equilibrium steady states
一些量子霍尔液体和许多其他系统的边缘表现出手性传输:激发只能在一个方向上传播,例如,顺时针。我们推导出了这类手征系统在非平衡定态下的涨落耗散关系。这些定理将非线性响应与远离热平衡的涨落联系起来,并且只在手征输运的情况下成立。它们可用于检测体系的手性或非手性性质。
2013-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Steady-state Phase Diagram of a Weakly Driven Chiral-coupled Atomic Chain
手性耦合的原子链的两个能级的量子发射器允许强的共振偶极-偶极相互作用,这使得显着的集体之间的耦合每隔发射器。我们数值计算得到了弱激发下该体系的稳态相图,确定了相互作用驱动的晶级态、边或空穴激发态以及手征流的二分法。我们区分这些阶段的参与率和结构因素,并找到两个临界点,涉及到系统的无消相干次辐射部门。我们进一步研究运输的激发和出现的晶体订单下的空间变化的激发失谐,并提出非遍历蝴蝶状系统动力学的阶段中的扩展孔激发与签名的持续次谐波振荡。我们的研究结果表明,相互作用诱导的手征耦合的物质的量子相位,并为非互易量子光学系统中的多体状态的模拟铺平了道路。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Steady-states and response functions of the periodically driven O(N) scalar field theory
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics(哈佛-史密森天体物理中心);Department of Physics, Harvard University(哈佛大学物理系);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究所计算量子物理中心);Max Planck Institute for Solid State Research(马克斯·普朗克固体研究所)
研究周期驱动O(N)对称标量场理论与马尔可夫热浴耦合的相图,发现多种相,包括均匀和空间调制对称破缺态,部分具有振荡半驱动频率的序参数。当耦合背景电磁势时,这些相表现出迈斯纳效应,但若序参数振荡于小值,部分外加磁场可穿透形成迈斯纳极化子。
2026-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Induced chiral Dirac fermions in graphene by a periodically modulated magnetic field
研究了调制磁场对中性石墨烯电子结构的影响。研究发现,施加一个小的交错调制磁场不会破坏石墨烯的Dirac-cone结构,从而保持其4倍零能简并。原来的Dirac点(DP)只是移动到k空间中的其他位置。通过逐渐改变交错场,产生与原始DP具有完全相同的电子-空穴交叉能量的新DP,并且新DP和原始DP都连续移动。一旦两个DP被移动到相同的位置,它们就会相互湮灭并消失。在交错场作用下,这些DP的产生和演化过程被发现有一个非常有趣的模式,我们对此进行了仔细的研究。一般来说,每一对DP都存在一个相应的各向异性无质量费米子分支,导致除了第零个Landau能级(LL)具有稳健的$4n_t$ -倍简并度外,其他所有的LL都是4-倍简并的。结果,霍尔电导率$σ_{xy}$在零能量上显示出大小为$4n_te^2/h$的阶跃。
2009-12-21 cond-mat.mes-hall
Proposal for realizing unpaired Weyl points in a three-dimensional periodically driven optical Raman lattice
Hefei National Research Center for Physical Sciences at the Microscale(微尺度物质科学国家研究中心);School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学物理学院);School of Physics and Institute for Quantum Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院与量子科学与工程学院);Shanghai Research Center for Quantum Sciences and CAS Center for Excellence in Quantum Information and Quantum Physics, University of Science and Technology of China(中国科学技术大学上海量子科学研究中心与中科院量子信息与量子物理学前沿卓越创新中心);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
提出在三维周期驱动光学拉曼晶格中利用超冷原子实现非配对外尔点的方案,通过调控相对对称性和绝热周期调制产生可调净手性的外尔点,并实现手征磁效应。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas hep-lat
Fluctuation-dissipation theorem for chiral systems in non-equilibrium steady states
我们考虑了一个三端系统与手性边缘通道连接的源极和漏极终端。电荷可以在手性边缘和第三终端之间隧穿。第三端子保持在与源极和漏极不同的温度和电压下。我们证明了一个一般的关系,在漏极和第三端子检测到的电流噪声。它具有与平衡涨落耗散关系相同的结构,用非线性响应代替线性电导。结果适用于一般的手征系统,可以用于检测量子霍尔边缘的“上游”模式。
2012-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Driven-Dissipative Dynamics of Atomic Ensembles in a Resonant Cavity I: Nonequilibrium Phase Diagram and Periodically Modulated Superradiance
研究了拉曼激光非相干泵浦下耦合到坏腔中的两个原子系综(或等价的原子钟)的动力学行为。我们的主要结果是在两个参数-时钟和再泵浦速率之间的失谐的实验装置的非平衡相图。有三个主要阶段-平凡的稳态(阶段I),其中所有原子被最大限度地泵浦,对应于单色超辐射的非平凡稳态(阶段II)和调幅超辐射(阶段III)。相I和II是平均场动力学的不动点,而在大多数相III稳定吸引子是极限环。运动方程具有轴对称性和关于两个时钟互换的$\mathbb{Z}_{2}$对称性。这些对称性中的一个或两个在不同的阶段自发地被打破。平凡的稳态通过超临界Hopf分支导致$\mathbb{Z}_{2}$对称极限环而失去稳定性。非平凡的稳态通过一个亚临界的Hopf分岔负责共存的单色和调幅超辐射。利用Floquet分析,我们证明了$\mathbb{Z}_{2}$ -对称极限环最终会变得不稳定,并通过超临界分叉产生两个$\mathbb{Z}_{2}$ -非对称极限环.上述吸引子中的每一个在从腔辐射的光的功率谱中具有其自己的独特指纹。特别是,第三阶段的极限环会发出频率梳-一系列等距的峰值,其中频率梳的对称性反映了潜在极限环的对称性。对于典型的实验参数,峰之间的间距是几个数量级小于单色超辐射频率,使激光频率高度可调。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.CD
Transport through periodically driven systems: Green's function approach formulated within frequency domain
利用Landauer-Büttiker形式,可以有效地解决周期性驱动系统中的稳态电子输运问题。与时间相关的非平衡格林函数理论,然后可以适用于开发直接和通用的计算方案。在这里,我们提出了一个替代方案来进行计算。这个想法是基于在频域中处理的运输问题和设计相应的哈密顿在Floquet-Sambe形式主义重写的格林函数。我们表明,在我们的方法中,时间周期电流和密度的表达式基本上复制了众所周知的公式与时间无关的理论。然后将结果简化,以便在数值计算中更容易实现。
2018-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological characterization of periodically-driven quantum systems
物理系统的拓扑性质可以导致对微观细节不敏感的鲁棒行为。这种拓扑鲁棒现象不仅限于静态系统,也可以出现在驱动量子系统中。本文证明了周期驱动系统的Floquet算子可以划分为拓扑上不同的同伦类,并给出了Floquet算子谱的简单物理解释。利用这幅图,我们对量子化绝热泵浦这一著名现象有了直观的理解。Floquet算子属于平凡类的系统模拟由时间无关的哈密顿算子产生的动力学,其可以根据为静态系统开发的方案进行拓扑分类。我们证明了这些原则,通过一个例子,周期性驱动的二维六角晶格模型,具有几个拓扑阶段。值得注意的是,这些阶段之一支持手性边缘模式,即使大部分是拓扑平凡的。
2010-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Topological Effects in Chiral Symmetric Driven Systems
近年来,人们对周期驱动系统的拓扑效应产生了浓厚的兴趣。在这项工作中,我们探讨拓扑效应在两个密切相关的二维驱动系统所描述的Floquet运营商具有手征对称性(CS)。我们的数值和分析结果表明以下几点。首先,CS与最近报道的异常反向传播(ACP)模式的存在有关。具体而言,我们表明,一种特殊形式的CS保护ACP模式发生在准能量的$\pm π$。我们还发现,这些模式只存在于沿选定的边界,这表明它们是一个弱的拓扑效应。其次,我们发现CS可以产生受保护的$0$和$π$准能模,并且这些模的数量可以随着我们调整某些系统参数而无限制地增加。与ACP模式一样,这些$0$和$π$模式也仅沿选定边界出现,因此似乎是弱拓扑效应。据我们所知,这项工作是第一次详细研究弱拓扑效应的周期性驱动系统。我们的研究结果增加了驱动拓扑系统的知识。
2014-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Detecting topological invariants in chiral symmetric insulators via losses
我们表明,体绕组数表征一维拓扑绝缘体与手征对称性可以检测到从一个单一的粒子的位移,通过损失观察。损耗表示仅在一个子晶格上重复弱测量的效果,其周期性地中断动力学。当这些没有检测到粒子时,它们实现负测量。我们的重复测量方案涵盖了时间无关和周期性驱动(Floquet)拓扑绝缘体,有或没有空间无序。在快速重复的限制,消失弱测量,我们的计划描述非厄米哈密顿,作为有损苏-施里弗-Heeger模型的物理。102,065703(2009)。我们发现,与直觉相反,检测绕组数所需的时间可以通过降低测量效率来缩短。我们说明了我们的结果上的离散时间量子行走,并提出实验测试它们的方法。
2016-12-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Recipe for creating an arbitrary number of Floquet chiral edge states
周期驱动系统的Floquet态具有丰富的拓扑性质。它们中的许多在它们的静态对应物中是不存在的。一个这样的例子是反常Floquet拓扑绝缘体中的手征边缘态,其描述需要一个新的拓扑不变量和一种新型的体-边缘对应。本文提出了一个典型的淬火晶格模型,该模型中的两个Floquet带在准能0和$π$处通过接触周期性地交替交换它们的Chern数.这个过程原则上允许以高度可控的方式产生尽可能多的Floquet手性边缘态。从系统的Floquet散射矩阵中提取了这些边缘态的量子化传输。我们的计划提供的拓扑边缘通道的数量控制的灵活性可以作为一个起点,强大的Floquet运输设备的工程。
2018-04-20 cond-mat.mes-hall nlin.CD quant-ph
Reversible to Irreversible Transitions in Periodically Driven Skyrmion Systems
我们检查skyrmion驱动周期性随机淬火无序,并表明,有一个从可逆运动的状态,其中skyrmion轨迹是混乱的或不可逆的过渡。我们发现,所需的系统组织成一个稳定的可逆或不可逆的状态的特征时间表现出幂律发散附近的一个关键的交流驱动周期,与观察到的周期性剪切胶体系统中的可逆到不可逆的转变,表明过渡可以被描述为一个吸收相变在定向渗流普适类相同的指数。我们比较我们的结果的过阻尼系统的行为,并表明,马格努斯项通过增加动态可达轨道的数量,提高了不可逆行为。我们讨论了这项工作的影响Skyrmion应用程序涉及长时间可重复的动态密集的Skyrmion阵列。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Floquet chiral magnetic effect
一个单一的Weyl费米子,这是禁止在静态晶格系统的Nielsen-Ninomiya定理,被证明是实现在一个周期性驱动的三维晶格系统与拓扑非平凡的Floquet幺正算子,体现手征磁效应。我们给出了Floquet么正算符在Altland-Zirnbauer对称类中的拓扑分类,并利用它预言了拓扑绝缘体和超导体的所有无带隙表面态都能出现在Floquet系统的体准能谱中.
2019-04-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Magnetism Induced by Periodically Driven Non-Magnetic Impurities on Surfaces with Spin-Orbit Coupling
Universidad del País Vasco UPV/EHU(巴斯克大学);Centro de Física de Materiales (CFM/MPC) CSIC-UPV/EHU(巴斯克材料物理中心);Donostia International Physics Center (DIPC)(圣塞巴斯蒂安国际物理中心);EHU Quantum Center(巴斯克大学量子中心)
研究周期性驱动非磁性杂质对自旋轨道系统的响应,发现无外加磁场时系统形成振荡磁化密度,通过非局域动量空间傅里叶分解揭示费米面自旋极化与系统动力学特征。
2026-03-17 cond-mat.mes-hall
Periodically refreshed baths to simulate open quantum many-body dynamics
获得相互作用的量子多体系统的动力学连接到多个浴最初在不同的,有限的,温度和化学势是一个具有挑战性的问题。这是由于系统中强相关性的普遍存在、浴槽的无限性质和达到稳定状态的长时间的组合。在这项工作中,我们开发了一个一般的形式主义,允许访问完整的非马尔可夫动力学的开放量子多体系统的非平衡稳态(NESS),提供其唯一性。具体来说,我们展示了如何有限的时间演化存在的有限大小的浴,其合适的大小是由其原始的谱密度,可以递归地用于忠实地重建确切的动态,而不需要任何小参数。这样的重建是可能的,即使在参数制度,否则将无法通过当前的最先进的技术。我们具体证明了这一点,通过获得完整的数值精确的非马尔可夫动力学相互作用的费米子链在两个终端设置了有限的温度和电压偏置,一个问题,以前仍然悬而未决,尽管它的相关性在广泛的背景下,例如,量子热机和冰箱。
2021-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Chirally pinned flat bands, helical minibands, and bias-controlled topology of Jackiw-Rebbi states in a periodically modulated Dirac mass texture
Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Physics, South China Normal University(华南师范大学物理学院);Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University(华南师范大学前沿物理研究院)
本文提出一种周期调制狄拉克质量纹理的正方晶格模型,结合平带与拓扑束缚态特性,分析其手征钉扎平带、螺旋微带及偏压控制拓扑,给出带宽特性并提出实验实现方案。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
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
Topological characterization of chiral models through their long time dynamics
我们研究了一维空间中的手征模型,包括静态和周期性驱动。我们证明,它们的拓扑性质可以读出通过大量观察到的长时间限制,平均手性位移。这个结果的推导是在光谱投影仪方面完成的,允许对物理学的详细理解。我们表明,建议的检测收敛迅速,它可以在广泛的一类手性系统中实现。此外,它可以测量任意缠绕数和拓扑边界,它适用于所有非相互作用系统,独立于它们的量子统计,它不需要额外的元素,如外部场,也不需要填充带。
2018-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Anomalous edge states and the bulk-edge correspondence for periodically-driven two dimensional systems
最近,一些作者研究了非相互作用粒子的磁驱动系统中的拓扑现象。这些现象是通过驱动系统的Floquet谱和静态哈密顿量的能带结构之间的类比来确定的。有趣的是,这些工作揭示了驱动系统的拓扑特征比静态系统更丰富。特别是,在二维(2D)的驱动系统中,即使所有散装Floquet带的陈数为零,也可以出现鲁棒的手征边缘态。在这里,我们阐明了静态和驱动的二维系统之间的关键区别,并构建了一个新的拓扑不变,产生正确的边缘状态结构的驱动情况下。我们提供的配方在时域和频域,提供额外的洞察力的起源中出现的驱动系统的“异常”光谱。这些现象在固态和冷原子系统中的可能实现进行了讨论。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall
Steady state of interacting Floquet insulators
Floquet工程为控制量子多体系统的动力学和实现物质的新的非平衡相提供了诱人的机会。然而,这种方法面临着一个重大挑战:通用交互Floquet系统从驱动器中吸收能量,导致不受控制的加热,从而冲走了追求的行为。因此,如何实现和控制非平凡的非平衡稳态是至关重要的。在这项工作中,我们研究了相互作用的一维磁驱动电子系统耦合到声子热浴的动力学。利用Floquet-Boltzmann方程(FBE),我们表明,Floquet本征态的电子布居可以控制的耗散。我们发现的制度,在该制度中的稳态功能的绝缘体填充的Floquet带,具有低密度的额外的激发。此外,我们开发了一个简单的速率方程模型的稳态激发密度,捕获的行为从FBE的数值解在很宽的参数范围内。
2018-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Chiral Tubular Magnonic Crystals with Periodic Dzyaloshinskii--Moriya Interaction
Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·萨马利亚技术大学);Universidad de Chile(智利大学);Politecnico di Bari(巴里理工大学)
该研究提出一种具有周期性DMI的手性管状磁振子晶体,通过适配圆柱几何的平面波形式计算其自旋波能带,发现管状几何可调控DMI作用,产生两类特殊能带,为弯曲结构的磁振子调控提供新途径。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
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
Topological chiral modes in random scattering networks
利用初等图论方法,证明了随机定向散射网络中界面手征模的存在性,并讨论了它们的拓扑性质。对于特定的规则网络(如L-格点、Kagome和三角形网络),我们发现了与时间周期驱动(Floquet)紧束缚模型的显式映射,在这种情况下,界面手征模被确定为Floquet拓扑绝缘体的著名反常边缘态,它们的存在是由相关网络的对称性所强制的.因此,这项工作概括了这些反常的手征状态以外的Floquet系统,一类离散时间动力系统,在时间上的周期性驱动是不需要的。
2020-06-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
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
Non-Hermitian Floquet second order topological insulators in periodically quenched lattices
高阶拓扑相的特征在于位于系统的角或铰链处的受保护状态。通过对具有平衡增益和损耗的二维晶格施加时间周期性猝灭,我们得到了丰富的非厄米Floquet二阶拓扑绝缘相。每个相位的特征在于由一对整数拓扑不变量,预测的Floquet角模的数量在零和$π$准能量。我们建立了该模型的拓扑相图,发现在不同的Floquet二阶拓扑相之间存在一系列非厄米性诱导的相变。我们进一步将平均手征位移推广到二维非厄米特系统,并利用它动态地提取我们模型的拓扑不变量。因此,这项工作将高阶拓扑物质的研究扩展到更一般的非平衡环境,其中Floquet工程和非厄米性之间的相互作用产生了迷人的新阶段。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Reservoir engineering of bosonic lattices using chiral symmetry and localized dissipation
我们展示了如何一种广义的手征对称性可以用来构建高效的水库工程协议的玻色子晶格。这些协议只利用耦合到单个晶格位置的单个压缩库;这足以使整个系统稳定在纯纠缠稳态。我们的方法适用于任何维度的格,并且不依赖于平移不变性。我们展示了相关的对称操作如何直接决定在稳态下的实空间相关结构,并给出了几个例子,在几个一维和二维量子光子平台是触手可及的。
2018-10-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Induced magnetization and power loss for a periodically driven system of ferromagnetic nanoparticles with randomly oriented easy axes
我们研究了椭圆极化磁场对非相互作用的单畴铁磁纳米颗粒系统的影响,其特征在于易轴方向的均匀分布。我们的主要目标是确定该系统的平均磁化强度和其中的功率损耗。为了解析计算这些量,我们建立了Landau-Lifshitz-Gilbert(LLG)方程的一般微扰理论,并找到了其稳态解。小磁场振幅。在此基础上,我们推导出平均磁化强度和功率损耗的二阶表达式,研究它们对磁场频率的依赖关系,并分析了LLG方程的非线性性质所导致的次谐波共振的作用。对于任意振幅,这些量的频率依赖性从该方程的数值解获得。不同制度的规则和混沌动力学的磁化,这可以通过改变磁场频率在纳米粒子中诱导之间的过渡的影响,详细检查。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall
Transport in a periodically driven tilted lattice via the extended reservoir approach: Stability criterion for recovering the continuum limit
本文提出用扩展库方法研究周期性驱动倾斜晶格的量子输运,通过稳定性判据确定弛豫速率以恢复连续极限,并验证了该方法在弱耦合下恢复已知物理、在强耦合及非线性响应下仍有效,为多体Floquet态等周期性驱动量子系统的输运研究奠定基础。
2023-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Skyrmion dynamics in chiral ferromagnets under spin-transfer torque
研究了自旋转移力矩作用下具有易轴各向异性的Dzyaloshinskiii-Moriya材料中Skyrmions的动力学行为。特别是,我们研究了运动的拓扑skyrmion与skyrmion数$Q=1$和一个非拓扑skyrmionium与$Q=0$使用它们的线性动量,维里关系,和数值模拟。非拓扑的$Q=0$斯基尔米翁在电流方向上加速,它要么以恒定的速度达到稳定状态,要么被拉长到无穷大。稳态速度由电流和耗散之间的平衡给出,并且具有上限。与此相反,拓扑$Q=1$ skyrmion收敛到一个恒定的速度在一个角度的电流流动的稳定状态。当自旋电流停止时,$Q=1$斯基尔米恩子自发地被钉扎,而$Q=0$斯基尔米恩子继续传播。传播skyrmionium的精确解被确定为在以前的工作数值方程的解决方案。在纯交换模型的情况下,给出了传播skyrmions的进一步精确结果。行波解提供了自旋极化电流将导致Skyrmion或Skyrmionium刚性运动的论据。
2015-08-19 cond-mat.mes-hall
Violation of TUR in a periodically driven work-to-work converter from weak to strong dissipation
我们研究了一个等温稳态功-功转换器模型,其中一个由含时周期性外场驱动的单量子二能级系统(TLS)作为工作介质,并与一个固定温度的热库$T$永久接触.通过结合短迭代Lanczos(SIL)方法和解析方法,我们研究了转换器的性能在线性响应制度和在很宽的驱动频率范围内,从弱到强的耗散。我们表明,对于我们的理想量子机的几个参数范围存在违反热力学不确定性关系(TUR)发生。我们发现违反依赖于驱动频率和耗散强度,我们追溯到量子转换器的相干程度。我们最终讨论了其他可能的违规来源,如非马尔可夫效应在转换器动态的影响。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Chiral Gain-Induced Time-Reversal Symmetry Breaking in Quantum Systems
本文提出描述量子比特与结构化增益环境相互作用的通用理论框架,证明手性增益能打破时间反演对称性,驱动系统进入非互易稳态,为设计非互易量子稳态提供了新机制。
2025-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological edge states on time-periodically strained armchair graphene nanoribbons
我们报道了在时间周期驱动的应变扶手椅终止的石墨烯纳米带中出现的电子边缘态。这是通过考虑短脉冲空间周期应变场来完成的。然后将系统的紧束缚哈密顿量映射为一维梯形。时间周期性被认为是在Floquet形式主义。因此,准能谱是通过对角化的演化算子数值。对于某些特殊情况,我们用解析方法得到了准能谱。我们发现,该系统是能够支持无间隙和有间隙的阶段。对于无间隙相和有间隙相,出现非常不同的边缘状态。在带隙相位的情况下,边缘态出现在以零准能为中心的带隙处,尽管由于系统的手征对称性,陈数为零。对于无带隙相,除了准能为零的边缘态外,还观察到了与体带合并共存的类余弦边缘态。为了证实这些边缘态的拓扑性质,我们解析地得到了一种特殊情况下的有效哈密顿量及其谱,发现边缘态是拓扑弱的。最后,我们发现解析的带边及其交叉的驱动周期的函数的演变。拓扑模式出现在这样的交叉点。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall
Steady Floquet-Andreev States Probed by Tunnelling Spectroscopy
通过光-物质相互作用设计量子态,为凝聚态物理创造了一个新的范例。一个代表性的例子是Floquet-Bloch态,它是通过时间周期性地驱动晶体中的Bloch波函数而产生的。以前在凝聚态系统中实现这种状态的尝试受到光脉冲产生的Floquet状态的瞬态性质的限制,这掩盖了非平衡物理的普遍性质。在这里,我们报告的产生稳定的Floquet Andreev(F-A)状态的石墨烯约瑟夫森结连续微波应用和直接测量其光谱的超导隧道光谱。本文定量分析了超导体相位差、温度、微波频率和功率对F-A态光谱特性的影响。F-A态谱随相位差的振荡与我们的理论计算一致。通过建立隧道电导求和规则,证实了F-A态的稳定性,并分析了Floquet态的谱密度随Floquet相互作用强度的变化。该研究为理解和设计纳米器件中的非平衡量子态提供了基础。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Chiral metals and entrapped insulators in a one-dimensional topological non-Hermitian system
在这项工作中,我们研究了多体“稳态”,出现在非厄米推广的非相互作用的苏-施里弗-海格尔模型在有限密度的费米子。我们发现,迄今为止已知的相图为这个系统,来自单粒子间隙关闭,实际上对应于不同的非平衡相,这要么携带有限的电流或动态绝缘体的粒子被截留。这些都有不同的准粒子激发和稳态相关性和纠缠特性。在有限大小的系统,我们进一步调制的边界,以揭示在这种稳定状态的拓扑特征-特别是泄漏边界模式的出现。使用各种分析和数值方法,我们开发的各种阶段和他们的过渡的理论理解,并揭示了丰富的非平衡多体物理,量子纠缠和拓扑结构的相互作用在一个简单的外观,但丰富的模型系统。
2022-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Non-Hermitian Floquet phases with even-integer topological invariants in a periodically quenched two-leg ladder
周期驱动的非厄米特系统可能具有奇异的非平衡相,并具有独特的拓扑、动力学和输运性质。在这项工作中,我们介绍了一个实验上可实现的两个腿的梯子模型,同时受到时间周期猝灭和非厄米效应,它属于一个扩展的CII对称类。由于驱动和非互易性之间的相互作用,系统中出现了丰富的非Hermitian Floquet拓扑相,每一个非Hermitian Floquet拓扑相都由一对偶整数拓扑不变量$(w_{0},w_π)\in2\mathbb{Z}\times2\mathbb{Z}$表征.在开边界条件下,这些不变量进一步预测了零和$π$ -准能模的数量,这些模位于系统的边缘。最后,我们构建了一个广义版本的平均手征位移,它可以作为一个动力学探针的非厄米特Floquet相位的CII对称类的拓扑不变量。因此,我们的工作介绍了一种新的类型的非厄米特Floquet拓扑物质,并进一步揭示了丰富的拓扑结构和动力学的驱动开放系统。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Skyrmion flow in periodically modulated channels
本研究通过实验与模拟探究周期调制通道中金属薄膜内斯格明子流体的动力学,发现通道几何可调控边界条件,且斯格明子霍尔效应带来独特流动特性,为准粒子流体研究提供新认知。
2024-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Controlled Buildup of Half-Quantized Thermal Conductance in an Engineered Chiral Spin Liquid Platform
本研究在耦合伊辛链储库的人工手性自旋液体平台中,通过绝热开启隧穿耦合实现动态准稳态下接近半量子化的热导,验证了其与Landauer-Büttiker理论的一致性,为拓扑热输运研究提供可控平台。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Signatures of the $π$-mode anomaly in (1+1) dimensional periodically-driven topological/normal insulator heterostructures
类似于零模反常,如量子霍尔效应中边缘态的手征反常,本文提出了1+1维拓扑/正常绝缘体(TI/NI)异质结构中的π模反常.通常,当在背景规范场中耦合时,畴壁上的零模将提供异常电流项,该异常电流项最终通过Callan-Harvey机制被来自拓扑体的附加边界贡献所抵消。这种与体边界对应关系的推广相关联的异常抵消被称为异常流入。通过对Floquet TI/NI异质结构的光子学模拟和设置,我们首次在实验上观察到了特定驱动频率下的$π$模畴壁,它总是附着在回忆起出射背景场的Floquet规范上。事实上,由于可能出现的Floquet规范异常的驱动拓扑体,由此产生的$π$模式异常可以匹配的Floquet域之间的驱动接口。因此,我们相信我们的预测和观察可以为探索经典和量子系统中的异常铺平新的道路。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Chiral Entangled-State Generation through Dissipative Quantum Dynamics
Southeast University(东南大学);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Université de Strasbourg(斯特拉斯堡大学);Anhui University(安徽大学);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
研究通过结合驱动 - 耗散稳态工程和绝热通道,利用参数手性动力学在耗散量子动力学中生成纠缠态,经实验证实该方法可抗噪声高保真制备多种纠缠态,为量子信息应用提供了新工具。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonequilibrium steady states in the Floquet-Lindblad systems: van Vleck's high-frequency expansion approach
周期驱动耗散量子系统的非平衡稳态是Floquet工程中的重要问题。我们开发了一个通用的理论与林德布拉德型耗散的高频驱动器的特点和分析NESSs的基础上的高频(HF)扩展与线性代数数值,而不数值求解时间演化。这一理论表明,NESSS可以偏离Floquet-Gibbs状态取决于耗散类型。我们在金刚石氮空位(NV)中心,踢开XY自旋链与拓扑相变下的边界耗散,和海森堡自旋链在圆极化磁场下体耗散的具体模型中的HF-展开方法的有效性和实用性。特别地,对于各向同性海森堡链,我们提出了量子磁体中耗散辅助的太赫兹逆法拉第效应。我们的理论框架适用于各种时间周期林德布拉德方程,目前正在积极研究。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
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
Nielsen-Ninomiya Theorem with Bulk Topology: Duality in Floquet and Non-Hermitian Systems
Nielsen-Ninomiya定理是高能和凝聚态物理中关于手征费米子在静态晶格系统中实现的基本定理。在这里,我们将该定理推广到动力系统中,其中包括静态极限中的原始Nielsen-Ninomiya定理。与原来的定理,这是一个不去定理的散装手征费米子,新的定理允许他们由于散装拓扑结构固有的动力系统。该定理是基于对偶性,使周期驱动系统和非厄米特的统一治疗。我们还提出了对称性保护的非手征无带隙费米子的推广定理。最后,作为定理和对偶的应用,我们预言了一种新的手征磁效应--非厄米手征磁趋肤效应。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall hep-lat math-ph