Antihelical Edge States in Two-dimensional Photonic Topological Metals
拓扑边态是拓扑光子学的核心。在这里，我们介绍了时间反演对称拓扑金属的反螺旋边缘状态，并提出了一个光子实现的各向异性耦合环形谐振器的正方形晶格中，顺时针和逆时针模式发挥的作用的赝自旋。反螺旋边缘态沿着正方形晶格的对角方向稳健地传播：相同（相反）的赝自旋在平行的晶格边界上以相同（相反）的方向共同传播;不同的赝自旋在对角处分离和会聚。在金属-绝缘体相变下，拓扑金属相中的反螺旋边态转变为拓扑绝缘相中的螺旋边态。反螺旋边缘状态提供了一种独特的拓扑保护的鲁棒的光传输适用于拓扑纯化的方式。我们的发现为拓扑光子学和超材料创造了新的机会。
2023-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gap dependent mass of photon in photonic topological insulator
通过与类轴子系统的类比，研究了光在周期光子拓扑绝缘体（PTI）中的传播。本文的主要结果是PTI能带结构的一个显式表达式。更具体地，发现对于拓扑相位差$γ=θ_2-θ_1$的非零值，在光谱中打开有限间隙$δ\proptoγ^2$，这等效于非零有效光子质量$m^{*}(δ)\propto \frac{\sqrtδ}{δ+2}$的出现。
2017-07-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet topological superconductors with many Majorana edge modes: topological invariants, entanglement spectrum and bulk-edge correspondence
本研究在周期驱动的Kitaev链中发现具有大拓扑不变量和多个马约拉纳边缘模的Floquet超导相，通过拓扑绕数和纠缠熵统一描述其相图与体边对应，揭示周期驱动带来的丰富拓扑相。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Higher-order topological phase of interacting photon pairs
拓扑相位为单向传播和稳定频率下的无序弹性局域化等有趣现象打开了一扇大门。最近发现的高阶拓扑相进一步扩展了拓扑保护的概念，使多个维度的本地化的通用控制。受量子技术最新进展（例如大型相干操作量子比特系综）的启发，我们预测并研究了由于有效的光子-光子相互作用而出现的纠缠光子对的高阶拓扑相位。所设计的模型是可行的国家的最先进的实验能力，提供了一个有趣的例子相互作用引起的拓扑转变的少粒子二维系统。
2021-10-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interaction-induced topological states of photon pairs
迄今为止，拓扑序的概念在很大程度上依赖于单粒子能带的性质。直到最近人们才意识到，相互作用可以对拓扑性质产生巨大的影响，不仅可以修改能带的拓扑结构，还可以在一个原本微不足道的系统中创建拓扑秩序。应用玻色-哈伯德模型的一个扩展版本，我们研究了一个系统，其中，拓扑平凡的单粒子制度，窝藏拓扑非平凡的边缘和排斥束缚光子对的界面态。而在这个模型中的光子的绑定被捕获的标准本地相互作用项，一个额外的直接双光子跳跃呈现系统拓扑非平凡的。除了它们的相互作用引起的起源，预测的双光子边缘状态表现出一系列其他意想不到的功能，包括相应的体带的崩溃的鲁棒性和共存的能力与连续的双光子散射状态形成一个束缚态的连续。通过严格计算束缚光子对的Zak相位，证明了双光子边缘态的拓扑起源。
2020-03-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge-state influence on high-order harmonic generation in topological nanoribbons
本研究采用紧束缚方法分析有限拓扑纳米带的高次谐波产生，发现带隙闭合后短边出现的两个边缘态的能量随参数变化的交叉与免交叉特征会影响高次谐波谱，揭示了拓扑边缘态与高次谐波的关联。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Topological pumping of edge states via adiabatic passage
在具有非平凡拓扑相位的有限晶体或准晶中，边缘态的拓扑抽运提供了一种强有力的方法来实现强有力的激发转移。在大多数拓扑泵浦方案中，边缘态在绝热循环期间变得离域并浸入连续谱中，需要极慢的演化以避免非绝热效应。本文提出了一种基于边缘态和界面态绝热通过的拓扑泵浦方案，该方案对非绝热效应具有更强的鲁棒性，并避免了在整个绝热循环中态的离域。该方案是考虑绝热通过在一个系统维持两个拓扑保护的边缘状态和一个界面状态，实现了两个二聚Su-Schrieffer-Heeger链与不同的拓扑秩序
2019-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spontaneous topological pumping in non-Hermitian systems
我们在非厄米系统中引入调制不稳定性来研究拓扑边态的态转换。我们证明了非厄米系统中的态转换导致拓扑抽运，这是一种将拓扑边态从一边转移到另一边的方式。与厄米特系统相反，拓扑泵浦可以在非厄米特系统中自发发生。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Controllable simulation of topological phases and edge states with quantum walk
我们利用两种不同的量子行走方法模拟了凝聚态中的各种拓扑现象，如不同拓扑相、边界态和边缘态的形成。特别地，我们证明了一维量子行走与步依赖硬币模拟BDI家族中的所有类型的拓扑相，以及所有类型的边界和边缘状态。此外，我们表明，步骤依赖的硬币提供的步骤数作为控制因素的模拟。事实上，通过调整步骤的数量，我们可以确定边界，边缘状态和拓扑相位的出现，它们的类型以及它们应该位于何处。这两个特征使得量子行走成为拓扑相位、边界、边缘状态和拓扑相变的多功能和高度可控的模拟器。我们还报告了模拟拓扑现象的细胞状结构的出现。每个单元包含BDI族的所有类型的边界（边）状态和拓扑相。
2020-08-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measurement of a topological edge invariant in a microwave network
我们报告的测量拓扑不变量的电磁拓扑绝缘体模拟形成的微波网络，由散射矩阵本征值的绕组数。该实验可以看作是拓扑泵的一个变体，非零绕组意味着拓扑边缘态的存在。在微波网络中，与大多数其他表现出拓扑绝缘体物理的系统不同，绕组可以直接观察到。讨论了损耗对实验结果和拓扑边缘状态的影响。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlocal Edge State Transport in Topological Insulators
本文采用N端方法研究了二维拓扑绝缘体中的边态输运。在弹道输运方法中，我们发现了普遍的非局部响应。这种拓扑序的宏观表现提供了不同的应用领域。
2013-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Two-Dimensionally Confined Topological Edge States in Photonic Crystals
提出了一种支持二维螺旋拓扑边缘态的全介质光子晶体结构。系统的拓扑性质受晶体参数的控制。不同能带拓扑的两个区域之间的界面引起限制在电介质板中的拓扑边缘状态，其在没有反向散射的情况下围绕尖角传播。三维时域有限差分计算表明，这些边缘被限制在平面外的方向上的全内反射。这种纳米级光子晶体结构可以实现光子边缘态和量子发射体之间的强相互作用。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bandgap-Assisted Quantum Control of Topological Edge States in a Cavity
具有奇异拓扑序的量子物质在量子计算中具有潜在的应用。然而，在目前的实验中，对拓扑状态的操纵仍然是具有挑战性的。在这里，我们提出了一个架构的拓扑物质的光学控制。本文考虑了一个耦合到微波腔中的超导量子比特阵列，该阵列具有Su-Schrieffer-Heeger（SSH）哈密顿量。基于拓扑量子比特阵列的宇称性质，我们提出了一种观察拓扑相变的光谱方法，边缘到体块过渡。这种新方法可以通过设计腔-量子比特耦合来实现。这项工作的主要目的是了解拓扑相变如何影响光-物质相互作用。我们发现，拓扑带隙在这个问题上起着至关重要的作用。在拓扑相，耦合到腔场的简并边缘态的共振真空拉比分裂受到带隙的保护。在色散区，由于拓扑带隙，边缘态之间的腔诱导耦合比边缘态和体态之间的耦合占主导地位。结果，拓扑边缘态之间的量子干涉发生，并使单光子输运通过拓扑量子比特阵列的边界。我们的工作可能为拓扑量子态工程铺平道路。
2020-03-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detecting Topological Phases of Microwave Photons in a Circuit Quantum Electrodynamics Lattice
拓扑是表征电子系统的重要自由度。近年来，它也带来了新的理论前沿和许多潜在的应用在光子学。然而，在光子系统中，拓扑性质的验证是非常重要的，因为没有玻色子光子的量子化霍尔电导的直接模拟。本文提出了一种用简单的参量耦合方法研究超导量子线路中的拓扑光子学的方案，这种方法的灵活性可以导致正方形晶格上光子的有效的\textit{in situ}可调谐人工规范场。我们进一步研究了光子的拓扑相位的检测。我们的想法采用的奇异性质的边缘状态模式，导致新的稳定状态下的驱动耗散竞争的晶格。通过对少数几个点的抽运和光子数的测量，不仅可以直接探测到光子的空间和光谱特性，而且可以直接探测到任意边态模的动量甚至整数拓扑量子数，从而清楚地揭示了光子在晶格上的拓扑性质。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Hybrid topological photonic crystals
本研究实验发现了可在不同光子带隙同时存在量子反常霍尔相和谷霍尔相的混合拓扑光子晶体，验证了两类边缘态在不同频段共存的现象，为拓扑边缘光子的频率依赖调控提供了新可能。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cavity-induced topological edge and corner states
研究光子腔中交替XX耦合二能级系统，揭示光子耦合可诱导拓扑边缘态与角态，并在SSH和呼吸Kagome模型中验证。
2023-09-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Probing bulk topological invariants using leaky photonic lattices
充满布洛赫带的拓扑不变量吸引了巨大的兴趣，支撑电子拓扑绝缘体和类似的人工晶格的玻色-爱因斯坦凝聚体，光子和声波。在后者的玻色子系统中，没有费米不相容原理来强制均匀的能带填充，这使得测量它们的体拓扑不变量具有挑战性。在这里，我们展示了如何实现可控填充玻色子带使用泄漏光子晶格。泄漏光子晶格在临界能量处具有束缚模式和辐射模式之间的跃迁，其作用类似于电子费米能级。将这种有效的费米能级调谐到带隙中，导致了体拓扑不变量如陈数的无序鲁棒动力学量子化。我们的研究结果建立漏晶格作为一个新的和高度灵活的平台，探索拓扑和非厄米波动物理。
2020-04-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Protected Photonic Edge States Induced By Real-Space Topological Lattice Defects
晶格中的拓扑缺陷（TD）是由于其实空间拓扑结构而不能通过局部扰动去除的基本晶格缺陷。我们发现，添加TD到一个山谷光子晶体产生的晶格向错，就像一个域壁和主机拓扑边缘状态。向错作用为连接一对拓扑电荷相反的TD的自由形式波导。晶格缺陷的实空间拓扑和能带拓扑之间的这种相互作用提供了一种新颖的方案，以实现具有鲁棒拓扑波导和谐振器的复杂布置的大规模光子结构。
2020-01-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological photon pairs in a superconducting quantum metamaterial
拓扑物理学的最新发现为无序鲁棒量子系统和技术带来了希望。拓扑状态提供了这种系统的关键成分，其特征在于增加了对无序和不完美的鲁棒性。在这里，我们使用超导量子比特阵列来设计一维拓扑非平凡量子超材料。通过对所制作的阵列进行微波光谱分析，我们在实验上观察到了基元激发的光谱。我们不仅发现了单光子拓扑态，而且发现了由于量子比特固有的非谐性而产生的奇异束缚光子对带。此外，我们还探测到了双光子束缚边缘局域态的特征，这暗示了我们系统中的相互作用诱导局域化。我们的工作展示了量子超材料中具有吸引光子-光子相互作用的拓扑模型的实验实现。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Simultaneous Multi-frequency Topological Edge Modes between One-dimensional Photonic Crystals
从理论上证明了在弱色散极限下，一维二元中心对称光子晶体可以在所有光子带隙中支持拓扑边缘模。通过分析它们的体带拓扑，这些“谐波”拓扑边缘模式可以以它们存在于在布里渊区的中心处打开的所有光子带隙处或在区边界处打开的所有间隙处或两者的方式来设计。研究结果为实现非线性光子学中的多频耦合模式提供了一种新的方法，如频率上转换。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
A Non-topological Extension of Bending-immune Valley Topological Edge States
本研究通过调控C₆对称晶体的P对称破缺程度发现，谷边缘态的抗弯曲传输鲁棒性源于K/K'点的局域动量热点而非拓扑特性，提出非拓扑谷边缘态概念，统一解释相关边缘模特性并拓展菱形晶格设计。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge Solitons in Nonlinear Photonic Topological Insulators
我们从理论上证明了光子拓扑绝缘体可以支持边缘孤子，这些边缘孤子具有很强的自局域性，并且沿着晶格边缘单向传播。光子拓扑绝缘体由耦合螺旋波导的Floquet晶格组成，在具有局部克尔非线性的介质中。线性晶格的拓扑相位对孤子的行为有很大的影响。拓扑非平凡相给出了一个连续的孤子族，而拓扑平凡相给出了一个嵌入的孤子，发生在一个单一的权力，并产生自诱导的局部非线性位移的站点间耦合。孤立子可用于非线性开关和逻辑运算，这些功能在拓扑光子学中尚未被探索。我们演示了利用孤子通过窄通道进行选择性滤波，以及利用孤子碰撞进行光开关。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
The Emergence of Topological Nodal Points in Photonic Crystal with Mirror Symmetry
我们证明了在具有镜像对称性的光子晶体中可以出现拓扑节点。讨论了二维光子正方晶格中两个宇称不同的能带接触后自然分裂出四个拓扑节点的机制。这种节点的出现，其特征在于在动量空间中的涡旋结构，是由于不可避免的带交叉保护镜像对称。拓扑节点可以通过镜像对称性破缺来解扣，而光子Chern绝缘体可以通过时间反演对称性破缺来实现。时间反演对称性破缺和反转对称性破缺的联合作用进一步加强了有限尺寸效应，为螺旋边缘态的工程设计提供了途径。
2014-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Edge states at the interface of non-Hermitian systems
拓扑边缘态出现在拓扑不同的两个厄米绝缘体的界面处。我们研究了这一想法的扩展到非厄米特系统。考虑PT对称、拓扑不同的实谱非厄米绝缘体，研究它们界面的拓扑边态。我们表明，PT对称性自发破缺的拓扑相变的界面。因此，界面处出现具有复杂能量本征值的拓扑边缘态。我们将我们的想法应用到一个复杂的扩展的苏-Schrieffer-Heeger（SSH）模型。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of a three-dimensional photonic topological insulator
将光子限制在有限体积中在现代光子器件中是高需求的。这促使几十年前发明了光子晶体，其特征在于光子带隙禁止光在所有方向上传播。最近，受拓扑绝缘体（TI）发现的启发，具有拓扑保护的光子约束已经在称为光子TI的二维（2D）光子结构中得到了证明，在拓扑激光器和鲁棒的光学延迟线中具有很好的应用前景。然而，一个完全三维（3D）拓扑光子带隙从来没有实现过。在这里，我们实验证明了一个三维光子TI具有极宽（> 25%带宽）的三维拓扑带隙。样品由具有强磁电耦合的开口环谐振器（SRR）组成，并且表现为“弱TI”或2D量子自旋霍尔绝缘体的堆叠。使用直接场测量，我们映射出带隙的体能带结构和Dirac-like色散的光子表面状态，并证明了强大的光子沿非平面表面的传播。我们的工作扩展了从费米子到玻色子的3D TI家族，并为3D几何中的拓扑光子腔、电路和激光器的应用铺平了道路。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Calculation of divergent photon absorption in ultrathin films of a topological insulator
我们计算了衬底上拓扑绝缘体超薄膜的线性和非线性光子吸收。由于耦合拓扑表面态的独特能带结构，在合适的光子频率下，观察到了新的特征，包括单光子吸收过程中的发散边奇异性和双光子吸收过程中的显著增强.通过调节上下表面态的能量差和耦合可以控制共振频率。这种独特的线性和非线性光学性质使得拓扑绝缘体的超薄膜成为可调谐高效纳米光子器件的有前途的材料构建块。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Definite photon deflections of topological defects in metasurfaces and symmetry-breaking phase transitions with material loss
拓扑学和广义相对论的结合可以导致一些深刻而有远见的预测。众所周知，早期宇宙中Higgs真空场的对称性破缺可能导致时空的拓扑缺陷，其非平凡效应可以为宇宙起源提供一些线索。在这里，通过使用人工波导与旋转元表面的约束，时空的拓扑缺陷的非平凡的影响进行了实验仿真。拓扑波导中的光子偏转具有不依赖于入射光子的位置和动量的鲁棒的确定角度。这与平凡空间中的随机光散射有显著的不同。通过包括材料损耗，可以从光子模式的对称性破缺很好地理解这种拓扑效应。我们的技术提供了一个平台，研究光学系统中的拓扑引力。该方法还可以推广到其他许多新颖的拓扑光子器件。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Surface potential-driven surface states in 3D topological photonic crystals
拓扑物质中的表面势可以前所未有地使波局部化。然而，这种表面势在拓扑光子系统中还有待开发。在这里，我们证明了光子表面态可以诱导和控制的介质双螺旋（DG）光子晶体的表面势。单位晶胞中的基平移使得能够调节表面电势，这反过来又调节波局部化的程度。DG光子晶体的逐渐调制使得能够产生伪磁场。总的来说，这项研究表明表面势和赝磁场之间的相互作用的表面状态。本文概述的物理结果不仅拓宽了3D光子晶体中表面态的范围，而且突出了光子系统中表面处理的重要性。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological Edge Solitons in Polaritonic Lattice
研究了极化激子kagome晶格的离散非线性边激发。我们表明，当非平凡的拓扑相位的极化激元实现，kagome晶格允许从拓扑边缘状态形成的明亮的孤子的传播。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
The topological system with a twisting edge band: position-dependent Hall resistance
研究了具有一个扭曲边态带和一个正常边态带的$ν=1$拓扑系统。对于扭曲边态带，费米能量通过带三次，因此，在样品的一侧有三个边态;而正常边带在样品的另一侧只贡献一个边态。在这样的系统中，我们表明，它包括拓扑保护和不受保护的边缘状态，因此，它的霍尔电阻取决于霍尔测量的位置，即使是一个非线性不变的系统。这种独特的性质在正常的拓扑绝缘体中是不存在的。
2012-04-11 cond-mat.mes-hall
Edge-Corner Correspondence: Boundary-Obstructed Topological Phases with Chiral Symmetry
体-边对应是拓扑绝缘体和超导体的特征。我们将这一概念推广到二维空间中的体角对应和边角对应。在体-角（边-角）对应关系中，拓扑数是为体（边）定义的，而拓扑相是由零能量角态的出现证明的。结果表明，最近提出的边界阻塞拓扑相是边-角-对应型的，而高阶拓扑相则分为体-角-对应型和边-角-对应型.我们构造了一个简单的模型，展示了基于两个陈绝缘体的$s$ -波，$d$ -波和$s_{\pm }$ -波配对的边角对应。可以定义边哈密顿量的拓扑数，并且我们在拓扑相中有零能量的角态。通过测量拓扑电路中的阻抗共振，可以观察到零能角态的出现。
2020-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge accumulation and currents of moment in 2D topological insulators
这封信分析了2D拓扑绝缘体边缘的体自旋（矩）电流和自旋（矩）积累，并考虑了边缘的反射。积累只发生在边缘状态，这将拓扑绝缘体与常规绝缘体区分开来。带连续可以支持横向体自旋（矩）电流，但它不受拓扑陈数，并可能存在于传统的绝缘体。没有与体电流相关的边缘积累。
2010-07-24 cond-mat.mes-hall
Giant topological magnetoelectric and optical Hall effects for topological insulator as a defect in photonic crystal
研究了由两个一维光子晶体夹持拓扑绝缘体平板作为缺陷的系统。提出了一种巨拓扑磁电效应，其特征是在光子带隙中出现两个半单位透射的共振峰和丰富的极化行为。我们还预测了一个巨大的光学霍尔效应在我们的系统中，其中传输光的横向位移可能是波长的千倍。这些效应纯粹来自于拓扑绝缘体界面处的$Θ$畴壁，并且可以容易地观察到。这些效应也可用于基本物理常数的灵敏检测。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
Topology and edge states survive quantum criticality between topological insulators
人们通常认为，当调谐到临界点时，物质拓扑相中的涌现现象就会被破坏。特别是，拓扑保护的边缘状态，理应离域时，批量相关长度发散。我们表明，这是不正确的一般。拓扑绝缘体或超导体的边缘状态保持指数局域化-尽管带隙消失-如果过渡增加拓扑指数。这适用于拓扑分类大于$Z_2$的所有类别，特别是包括陈式绝缘体。此外，这些边缘状态对无序是稳定的，不像拓扑半金属。这一新的现象是解释广义带（或质量）反演-一个统一的观点拓扑绝缘体-动力学反演。在散装边界对应的精神，我们还确定了拓扑不变量的临界点，它采取半整数值和单独的拓扑不同的普遍性类的多临界点。这项工作扩大了拓扑保护和稳定性的范围，表明体能隙可以是不必要的。实验探针和相互作用的稳定性进行了讨论。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Scattering of Electrons between Edge and Two-Dimensional States of a Two-Dimensional Topological Insulator and the Conductivity of the Topological Insulator Strip in a Metallic State
在二维能带的背景下，测定了二维拓扑绝缘体边缘态电子的寿命。它已被证明，在库仑杂质散射的情况下，这个时间可以显着大于二维电子的平均自由时间。结果，金属二维拓扑绝缘体带的导电性可以主要由边缘状态确定。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
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
Helical Topological Edge States in a Quadrupole Phase
拓扑电四极是最近提出的一个概念，它将晶体的电极化的强度理论扩展到更高阶。这样的四极相位支持在边缘和角落上局部化的拓扑状态。在这项工作中，我们表明，在一个四极相的蜂窝晶格，拓扑螺旋边缘状态和赝自旋极化的角态出现，利用一个伪自旋自由度相关的点群对称。此外，我们认为，出现的螺旋边缘状态（伪）自旋四极相位的一般条件是镜像对称或时间反转对称。我们的研究结果提供了一种在没有自旋轨道耦合的情况下生成拓扑螺旋边缘态的方法。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
Topological edge states in bowtie ladders with different cutting edges
我们研究了具有各种边截断的蝴蝶结梯中的拓扑边态。对称的蝴蝶结阶梯，它包括两个平凡的苏-施里弗-海格尔（SSH）晶格，表现出平凡的绝缘态的绝缘体-金属过渡。另一方面，晶格可以被转换成一个扩展的SSH晶格依赖于边缘形状与非平凡的绝缘状态，在缠绕数是非零的。根据单元格的选择，在相图中排列指定绕组编号。拓扑边状态受边的形状和相应的缠绕数的影响。我们还利用边缘态的局域化长度特征研究了具有更丰富相图的一般蝴蝶结梯形模型。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall
Topological Kirchhoff Law and Bulk-Edge Correspondence for Valley-Chern and Spin-Valley-Chern Numbers
谷陈数和自旋谷陈数是谷电子学中的关键概念。它们在狄拉克理论中是拓扑数，但在紧束缚模型中不是。我们分析了具有相同的陈数和自旋陈数但具有不同的valley-Chern数和自旋-valley-Chern数的两个相位之间的体积-边缘对应关系。它们之间的边缘状态是拓扑平凡的紧束缚模型，但被证明是强大的拓扑边缘。我们构造由拓扑边组成的Y-连接。它们满足拓扑基尔霍夫定律，其中拓扑电荷在结处守恒。我们可以将Y结解释为具有四个拓扑数的粒子的散射过程。这将是未来拓扑电子学的一个里程碑。
2013-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microwave impedance microscopy imaging of acoustic topological edge mode on a patterned substrate
研究了LiNbO $_3$衬底上金属纳米柱构成的蜂窝声子晶体中的声学拓扑边缘模。声学能带计算表明，拓扑表面声波（SAW）模式栖息在蜂窝声子晶体的边缘，尽管与基板的内部声学模式的杂交。脉冲型微波阻抗显微镜实现了两个相互倒置的拓扑声子晶体之间的千兆赫拓扑边缘模式的清晰可视化。频率相关的图像表明，边缘模式的发展，因为体SAW模式被抑制由于能隙的形成，符合拓扑性质。在基片上实现简单柱状结构的拓扑波导，为拓扑声表面波器件的发展开辟了一条新的途径。
2022-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk-edge correspondence in topological pumping
从体-边对应的观点重新讨论了拓扑抽运[1-3]。作为泵浦电荷的质心（CM）的移动由时间方向上的Berry连接明确给出。我们发现，所观察到的泵浦是由于散装，但其量化是保证由边缘状态引起的CM奇异运动。这是拓扑泵浦中的体-边对应。一个规范不变形式的泵浦电荷提出的时间规范，并用于建立这种散装边缘对应。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall
Counter-propagating edge states in Floquet topological insulating phases
非平衡Floquet拓扑相位，由于周期性的驱动是已知的，表现出丰富和有趣的功能，没有静态的类似物。各种已知的拓扑不变量通常被用来描述静态拓扑系统，但往往不能完全描述Floquet拓扑相。这一事实激发了对Floquet拓扑相的广泛研究，以更好地理解非平衡拓扑相并探索其可能的应用。在这里，我们提出了一个理论上简单的Floquet拓扑绝缘系统，可以拥有任意数量的反向传播手征边缘状态。对我们系统的进一步研究揭示了另一个相关的功能，通过调整相同的系统参数，即出现几乎平坦（无色散）的边缘模式。特别是，我们采用两端电导和动力学缠绕数来表征反向传播的手征边缘态。我们进一步证明了这种边缘状态对对称性保持无序的鲁棒性。最后，我们确定了一个新兴的手征对称性在某些子制度的布里渊区，可以解释几乎平坦的边缘模式的存在。我们的结果揭示了Floquet拓扑物质中更有趣的可能性。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall
Optical properties of helical edge channels in zinc-blende-type topological insulators: Selection rules, circular and linear dichroism, circular and linear photocurrents
我们发展了一个基于锌量子阱的二维拓扑绝缘体螺旋边缘沟道的电子-光子相互作用理论。结果表明，在这种结构中缺乏空间反演对称性，使电偶极光学跃迁之间的自旋分支的拓扑边缘状态。此外，我们证明了与边缘状态和边缘光电流的产生辐射偏振控制的线性和圆二色性。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Emergent $Z_2$ Topological Invariant and Robust Helical Edge States in Two-Dimensional Topological Metals
在这项工作中，我们研究了拓扑金属的无序效应，支持一对螺旋边缘模式深深嵌入内部的无隙体状态。引人注目的是，我们预测，量子自旋霍尔（QSH）相可以从这样的拓扑金属，而不会打开一个全球的带隙。具体地说，无序可以导致一对强大的螺旋边缘状态，这是由一个新兴的$Z_2$拓扑不变量保护，从而产生一个量化的电导平台在运输测量。这些结果对于解决本质上是金属的QSH材料的各种输运实验中的难题具有指导意义。这项工作也将启发无序拓扑金属中QSH效应的实验实现。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall
A perspective on topological nanophotonics: current status and future challenges
拓扑光子系统具有保护态不受无序和微扰影响的能力，使我们能够像拓扑绝缘体处理电子那样处理光子。拓扑光子学可以指与光耦合的电子系统或纯光子设置。通过将这些系统缩小到纳米级，我们可以利用在纳米级结构中观察到的增强的灵敏度，并将其与拓扑光子态的保护相结合，使我们能够设计光子局域态密度，并推动现代科学的最终目标之一：在纳米级精确控制光子。这对于纳米技术应用和轻物质问题的基础研究都至关重要。对于纯光子系统，我们使用玻色子态而不是费米子态，因此在这些系统中实现拓扑结构需要新的范例。试图面对这些挑战有助于创建令人兴奋的新领域拓扑纳米光子学，具有深远的应用。在这篇前瞻性的文章中，我们回顾了拓扑光子学的里程碑，并讨论了如何在纳米尺度上建立它们。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall
Pseudospin-valley-coupled phononic topological insulator with edge and corner states
拓扑保护的无隙边缘态是量子物质的相，其表现为无质量的狄拉克费米子，对无序和连续扰动免疫。最近，一类新的具有拓扑角态的拓扑绝缘体（TI）在电学系统中得到了理论预测，并在二维力学和电磁系统、电路、光学和声学晶体以及弹性声子板中得到了实验实现。在这里，我们展示了一个赝自旋谷耦合声子TI，它同时表现出带隙的边缘状态和拓扑角状态。赝自旋-轨道耦合边态和谷极化边态分别由晶格形变和对称性破缺引起。当它们共存时，这些拓扑边态将被大大地开缺，出现拓扑角态。在直接场测量下，实验证实了作为弹性波导的鲁棒边缘传播和作为鲁棒局部谐振的拓扑角模。我们的声子TI中的赝自旋-谷耦合可以很好地控制，这为多个边和角态提供了一个可重构的平台，并在拓扑弹性能量恢复和高灵敏度传感中显示出良好的应用。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topological Number of Edge States
我们证明了四维A类系统的边态可以具有拓扑荷，拓扑荷由Abel/非Abel单极子刻画。边拓扑荷是不同维数理论之间关系的一个新特征。从这个新的观点出发，我们提供了一个TKNN数作为边拓扑荷的非阿贝尔模拟，它是通过与Nahm构造等价的SU（2）'tHooft-Polyakov BPS算符定义的。此外，在非对易的动量空间中放置一个恒定的磁场会产生一个边缘费米子，而弦论中的D-膜方法有助于研究边缘费米子。
2016-02-17 cond-mat.mes-hall hep-th
Observation of topological states residing at step edges of WTe2
拓扑状态出现在固体的边界作为一个结果的非平凡拓扑的散装。最近，理论预言了具有1 T '结构的单层过渡金属二硫属化合物的拓扑边态。然而，它的存在仍然缺乏实验证明。在这里，我们报告的拓扑状态的直接观察WTe 2的台阶边缘的光谱成像扫描隧道显微镜。观察到一个一维的电子态驻留在WTe 2的台阶边缘，它具有约2.5 nm的空间扩展。第一性原理计算严格验证了边缘状态具有拓扑起源，并且其拓扑性质不受衬底存在的影响。我们的研究支持了1 T '-WTe 2中拓扑边态的存在，这为进一步深入研究其拓扑物理和器件应用提供了可能。
2017-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The edge engineering of topological Bi(111) bilayer
拓扑绝缘体是一种新型的量子态，其特征在于具有受量子保护的非平凡边缘/表面态。我们的第一性原理模拟显示了化学修饰对拓扑Bi（111）双层纳米结构边缘态的显著影响，去除了平凡的边缘态，恢复了拓扑边缘态的Dirac线性色散.通过比较有无化学修饰的边缘态，Bi（111）双层纳米结构提供了一个简单的系统来评估边缘态的电导波动。化学修饰还可以改变边态的穿透深度和自旋织构。提出了一个低能有效模型来解释Bi（111）双层纳米结构独特的自旋织构，它打破了沿扶手椅边缘的自旋-动量正交性。
2014-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological edge states of a graphene zigzag nanoribbon with spontaneous edge magnetism
石墨烯的自旋-轨道耦合、交换场和交错亚晶格势的拓扑相决定了锯齿形纳米结构边缘态的性质。在哈伯德相互作用的存在下，在锯齿形终端的自发磁化诱导相当大的磁矩在体区域中的晶格位置。这样，体区域的交换场和交错亚晶格势被有效地改变，这反过来又改变了拓扑相。在一定的参数范围内，存在锯齿形纳米颗粒的准稳定激发态，其在锯齿形终端处具有与基态不同的磁性构型。准稳定的激发态可以有效地抑制拓扑边缘态的有限尺寸效应。对存在相互作用的拓扑边态的研究有助于基于实际材料的自旋电子纳米器件的工程化。
2020-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optical response of edge modes in time-reversal symmetric topological superconductors
本文通过数值与解析计算研究了时间反演和晶体对称性下Majorana与Dirac边缘模式的光学电导率，证明两者光学响应存在显著差异。
2024-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge zeros and boundary spinons in topological Mott insulators
本文提出拓扑Mott绝缘体的实空间slave rotor理论，揭示Green函数零点对应spinon能隙与边缘模式，并发现其与常规拓扑绝缘体界面会形成非Fermi液体边缘模式。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stability of flat-band edge states in topological superconductors without inversion center
没有反转对称性的节状超导体表现出非平凡的拓扑性质，表现为拓扑保护的平带边缘态。在这里，我们研究破坏平移对称性的影响，拓扑不变量的定义至关重要。我们表明，使用大规模的数值模拟，散装边缘对应仍然有效的边缘粗糙度和强边缘无序的存在。中等强度的无序使一些边缘态远离零能量，但不改变它们的总数。另一方面，强的自旋无关边缘无序导致在与无序边缘相邻的层中出现新的弱无序中间带隙态，即，在大块拓扑超导体和由强无序边缘层形成的一维安德森绝缘体之间的界面处。此外，我们表明，磁性杂质，这解除了时间反演对称性保护的平带状态，导致边缘状态的数量随着无序强度的增加而迅速减少。
2014-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electrical Activity of Topological Chiral Edge Magnons
针对拓扑磁振子绝缘体的手性边缘磁振子难以实验探测的问题，研究发现相对论性磁电耦合可使其具备电活性，预测了相关电极化现象与电吸收带隙内信号，提出太赫兹光谱可用于拓扑磁振子探测。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
