Extended nonergodic regime and spin subdiffusion in disordered SU(2)-symmetric Floquet systems
我们研究了一维无序SU(2)对称Floquet模型中的热化和量子动力学,其中非阿贝尔对称性禁止了多体局域相。尽管没有本地化,我们发现一个扩展的非遍历制度在强无序的系统表现出非热行为。在强无序状态下,能级间距统计既不表现出Wigner-Dyson分布,也不表现出泊松分布,并且谱形状因子在早期不表现出随机矩阵理论所特有的时间线性增长。Floquet本征态的平均纠缠熵是亚热的,虽然违反了面积定律与系统大小的比例。我们进一步计算了局部观测量的期望值,发现了与本征态热化假设的强烈偏离。无限温度自旋自相关函数在长时间内衰减为$t^{-β}$与$β< 0.5$,表明在强无序下的亚扩散输运。
2020-12-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Competing automorphisms and disordered Floquet codes
本文研究无序 Floquet 码中时空异质分布的竞争自同构,提出从任意子与自同构性质推断混合码态纯化动力学的框架,并以扰动测量序列的 DA 色码验证其对噪声的鲁棒性。
2025-06-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Prethermalization and wave condensation in a nonlinear disordered Floquet system
研究周期性踢击的Gross-Pitaevskii无序系统,通过弱无序和踢击强度抑制带间加热,实现指数长寿命的预热化平台和波凝聚,可用于非线性光学或超冷原子实验。
2021-09-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Strongly Disordered Floquet Topological Systems
我们研究了Floquet拓扑系统在二维强无序制度,描述独立的电子在晶格上受到周期性驱动。在Floquet传播子的频谱中,我们假设存在一个区间,在该区间中所有的状态都是局部的--一个迁移率间隙。首先,我们推广的相关结构从频谱到迁移率间隙,定义了一个体积指数的无限样本和一个边缘指数的半无限的一个,并证明了体积-边缘对应。其次,我们考虑完全本地化的系统,其中的流动性间隙是整个圆,并定义替代散装和边缘指数,绕过相对建设和匹配的量化磁化和泵浦可观的物理文献。最后,我们表明,任何系统的流动性差距可以减少到一个完全本地化的。定义的所有指数都是相等的。
2018-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall math-ph
Fragmentation and Novel Prethermal Dynamical Phases in Disordered, Strongly-Interacting Floquet Systems
我们探讨了无序和相互作用如何在晶格模型中与顺序激活的跳跃合谋产生新的k体(或多体)局域相。具体来说,我们表明,当无序添加到[Wampler和Klich arXiv:2209.09180]中考虑的一组相互作用的floquet模型时,在参数空间中的特殊点附近的区域,其中出现类似经典的动力学是稳定的预热(或通过多体局域化在某些情况下)产生新的家庭的有趣的阶段。我们还发现,这个无序系统在远离特殊丢番图点的参数空间区域表现出新的相位。此外,参数空间中的希尔伯特空间分裂发生在干净系统中的区域(导致Krylov子空间表现出冻结动力学,细胞自动化和子空间表现出遍历行为的迹象)也可以通过添加无序来稳定。这导致了克雷洛夫子空间内奇异动力学的出现。
2022-12-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Anomalous thermalization and transport in disordered interacting Floquet systems
在一般的周期性驱动的封闭量子系统中,局部观测量被称为周期性无限温度系综所描述的值。同时,遍历静态系统表现出异常热化的局部观测,并满足本征态热化假设(ETH)的修改版本,当无序存在。这就提出了一个问题,无序的引入如何影响周期性驱动系统的弛豫?在这项工作中,我们分析了这个问题,通过数值研究运输和热化的一个典型的例子。我们发现热化是反常的,并伴随着亚扩散输运与无序依赖的动力学指数。当地运营商的矩阵元素的分布在一个家庭的有效的时间无关的哈密顿,它描述了频闪动力学的这种系统的本征基,显示异常偏离ETH信号的预测,只有一个修改后的版本的ETH是满意的。动力学指数示出与这些分布的方差与系统大小的标度。
2018-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas
Mode Delocalization in Disordered Photonic Chern Insulator
在无序的二维陈氏绝缘体,一个单一的体扩展模式被预测存在每带,到一个临界的无序强度,所有其他的体模式本地化。这种行为与拓扑平凡的二维相位形成强烈对比,二维相位的模式在无序的存在下都变得局域化。利用紧束缚模型的一个现实的光子陈氏绝缘体,我们表明,离域体本征态可以观察到在一个实验现实的设置。这需要选择性地使用谐振器损耗来抑制拓扑边缘状态,并且使用可变谐振器失谐来获得足够大的系综尺寸。
2021-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Floquet dynamics of disordered bands with isolated critical energies
我们调查的本地化性能的驱动模型,表现出一个子广泛的扩展状态的数量在静态设置。我们考虑的情况下,扩展模式是或不受拓扑考虑。为此,我们对比强烈驱动的无序最低朗道能级,我们称之为随机朗道模型(RLM),与随机二聚体模型(RDM);后者也有一个子广泛的一组离域模式在中间的频谱,其起源不是拓扑。我们将驱动模型映射到一个更高维度的有效模型,并使用递归格林函数方法数值计算作为无序强度,驱动幅度和频率的函数的本地化长度。我们的数值计算结果表明,在存在一个强驱动(低频率和/或大驱动振幅),拓扑保护RLM继续表现出一个频谱与本地化和离域(或临界)模式,但离域模式的频谱范围增强的驱动。这是由于局部模式与扩展模式的混合而发生的,扩展模式是由于光谱中间的拓扑保护临界能量而产生的。另一方面,在RDM中,弱驱动立即定位整个频谱。这与微扰理论的天真预期相反,微扰理论认为局域和离域模式之间的混合一般会增强所有模式的离域。我们的工作突出了离域模式的起源在相应的Floquet模型的本地化属性的重要性。
2019-12-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chiral Interface States and Related Quantized Transport in Disordered Chern Insulators
在这封信中,我们研究了无序陈氏绝缘体(CI)中安德森局域化诱导的量子化输运。通过研究具有阶梯势的无序Cl,我们发现手性界面态沿着阶梯势的界面出现,并且这种量子化输运的能量范围可以通过势强度来操纵。对多阶跃势情形的数值模拟表明,通过改变费米能级,可以实现手征态的空间移动,从而大大拓宽了量子化输运的能量窗口.实验上,这种手征界面态可以通过施加横向电场来实现,其中用于量子化输运的能量窗口比相应CI的本征带隙宽得多。这些现象对于无序CI是非常普遍的,因为CI和正常绝缘体之间存在直接的相变。
2021-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
How periodic driving heats a disordered quantum spin chain
研究了无序量子自旋链在相干单色周期驱动下的能量吸收。我们确定了著名的遍历(Floquet-ETH慢驱动/弱无序)和多体本地化(Floquet-MBL快速驱动/强无序)阶段的特征指纹。此外,我们确定了一个中间制度,在那里的能量密度的系统-不像纠缠熵的本地和有界的可观察-增长缓慢,在一个非常大的时间窗口。
2016-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Building programable integrated circuits through disordered Chern insulators
本文研究了利用无序陈氏绝缘体(CI)构造可编程集成电路。提出了低功耗逻辑器件和连接线的设计方案。我们使用外部栅极感应的阶跃电压来构造空间可调的通道,这些通道取代了传统的导线。我们的数值计算表明,外部门可以被用来编程任意数量的线($n$到$m$连接)。我们发现它们的电子输运是无耗散的,并且对栅电压波动和无序强度具有鲁棒性。此外,七个基本的逻辑门不同于传统的结构提出。该方案在低功耗集成电路中具有潜在的应用价值,对拓扑材料构建集成电路具有一定的启发意义。
2021-08-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Coupling-Matrix Approach to the Chern Number Calculation in Disordered Systems
陈数常用于区分二维电子系统中物质的不同拓扑相。设计了一种快速有效的耦合矩阵方法,用于计算有限晶体和无序系统的陈数。为了证明它的有效性,我们将该方法应用到Haldinger模型和格点Hofstadter模型,量子化的陈数被正确地获得。当无序强度超过临界值时,可以很好地再现无序诱导的拓扑相变。我们期望该方法能广泛应用于拓扑量子数的研究。
2013-11-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Topological quantum criticality of the disordered Chern insulator
该研究针对二维无序拓扑陈绝缘体,提出了弱无序下识别临界态的几何判据并解析推广至强无序区,绘制出能量、拓扑参数与无序强度相空间中的临界曲面,辅以数值分析验证了临界态位置与多重分形性质。
2022-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Network Models of Photonic Floquet Topological Insulators
最近提出的一类光子拓扑绝缘体被证明可以映射到Chalker-Coddington型网络上,该网络最初被制定用于研究无序量子霍尔系统。这种网络模型等价于磁驱动晶格的Floquet态。我们表明,他们可以表现出拓扑保护的边缘状态,即使所有的频带有零陈数,这是一个特性的Floquet能带结构。这些边缘状态可以通过绝热泵浦不变量来计数,该不变量基于从网络的一个边缘的反射系数的缠绕数。
2013-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Kibble-Zurek behavior in disordered Chern insulators
尽管在陈氏绝缘体中拓扑量子相变不存在朗道理论意义上的局域序参量,但高度非局域的Berry曲率在量子临界点附近表现出临界行为.我们研究了弱无序陈氏绝缘体中的实空间类似物--局部陈氏标记的临界性质。由于无序性,局部Chern标记的空间分布出现不均匀性。它们的大小表现出幂律标度与临界指数匹配的一个提取的一个干净的系统的Berry曲率。我们驱动系统缓慢地通过这样一个量子相变。在非平衡淬火后状态的不均匀性的特征尺寸服从Kibble-Zurek标度。在这种设置中,局部Chern标记因此以与对称性破缺二级相变的局部序参量类似的方式表现。Kibble-Zurek标度也适用于激发和轨道极化空间分布的不均匀性。
2020-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Non-commutative odd Chern numbers and topological phases of disordered chiral systems
证明了交叉积代数的高奇Chern特征标的奇指标定理。它推广了Noether-Gohberg-Krein指标定理。此外,还给出了相应的循环上循环的局部计算公式。当应用到非交换布里渊区,这允许定义拓扑不变量的凝聚态相位从手征酉(或全III对称)类在强无序和磁场的存在下,只要费米能级位于区域的安德森局域化。
2016-06-07 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
Multifractality without fine-tuning in a Floquet quasiperiodic chain
周期性驱动的无序量子系统(Floquet disorder quantum systems)最近产生了许多意想不到的发现,例如反常的Floquet Anderson绝缘体和离散时间晶体。在这里,我们报告出现了一个完整的频带的多重分形波函数在一个周期性驱动链的非相互作用的粒子受到空间准周期性紊乱。值得注意的是,这种多重分形是鲁棒的,因为它不需要对模型参数进行任何微调,这将其与已知的$critical$波函数的多重分形区分开来。多重分形的出现是因为周期性的驱动混合了非驱动频谱的局域化和非局域化部分。我们在一个简单的随机矩阵为基础的理论解释这种现象。最后,我们讨论了多重分形态的动力学特征,这些特征应该在冷原子实验中揭示它们的存在。这种简单而强大的多重分形实现可以将这种迄今为止难以捉摸的现象推向应用,例如提出的超流体过渡的无序诱导增强。
2018-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Disordered transmission-line networks with and without parity symmetry
拓扑状态是有用的,因为它们对无序和不完美是鲁棒的。在这项研究中,我们考虑了无序和宇称对称性破缺对一个边缘态受陈数保护的拓扑网络系统的影响。在不存在周期性的情况下,采用局部Chern数来刻画网络的拓扑特征。我们的数值计算结果表明,本地陈数和边缘状态是非常强大的现场混乱,只要散装状态连续的间隙保持开放和生存,即使当散装带隙关闭。打破宇称对称性可以破坏局部陈数的量子化,危及边缘模式的存在。我们观察到的非整数本地陈氏数的峰值是非零的散装带内,但这些非零非整数本地陈氏数是不相关的存在鲁棒的边缘状态。
2021-11-28 cond-mat.dis-nn
Disordered Topological Insulators: A Non-Commutative Geometry Perspective
本文综述了强无序拓扑绝缘体的研究进展,并介绍了基于非对易几何(NCG)方法建立的分析理论在强无序量子霍尔效应中的应用。我们的主要目标是说明这个理论如何可以用来定义拓扑不变量在强无序的存在下,而不是陈数,并讨论这些不变量所保护的物理性质。工作与两个明确的2维模型,一个陈绝缘体和一个量子自旋霍尔绝缘体,我们首先给出了深入的帐户,这些拓扑绝缘体在清洁和无序制度的关键散装性能。这里采用了大量的数值模拟。给出了非对易陈氏数理论的一个简洁而完备的表述,并提出了一种新的计算非对易陈氏数的数值方法。定义了非对易的自旋-陈数,并利用解析理论和强无序条件下拓扑不变量的显式计算来解释在第一部分中给出的数值实验中所看到的关键体性质。
2010-12-22 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
Topological Phase Transitions in the Disordered Haldane Model
本文研究无序Haldane模型中的拓扑相变,通过实空间Chern标记和转移矩阵提取临界指数,发现无序驱动转变与IQHE平台转变一致,并揭示质量驱动转变线及Chern标记涨落的幂律发散。
2023-12-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantised Bulk Conductivity as a Local Chern Marker
陈氏绝缘体的一个中心性质是拓扑相位和边缘状态对系统中杂质的鲁棒性。尽管如此,陈数不能直接计算在无序的存在。最近,有人提出了一种称为局部标记的陈数的局部类似物,它可以用来识别无序系统。然而,尚不清楚拟议的标记是否代表该系统的物理可测量特性。在这里,我们提出了一个本地标记从一个物理参数,作为一个本地的交叉电导率在系统的大部分测量。我们发现明确的形式的标记为一个非相互作用的系统的电子在晶格上,并表明它对应于现有的陈数的表达式。计算各种无序和无定形系统的例子,表明它是精确量化的陈数和强大的对无序。
2022-10-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet Weyl Phases in a Three Dimensional Network Model
我们研究了三维Floquet能带结构的拓扑性质,它是使用酉演化矩阵,而不是哈密顿定义的。以前,这种二维能带结构已被证明表现出异常的拓扑行为,如拓扑非平凡的零陈数相位。我们表明,三维网络模型的能带结构可以表现出外尔相,其特征是“费米弧”表面状态,如外尔半金属中发现的。调整网络的耦合参数可以诱导Weyl相和各种拓扑不同的带隙相之间的转变。我们确定的间隙相的拓扑结构和外尔点轨迹在k-空间中的拓扑结构之间的连接。该模型在自定义电磁网络中实现是可行的,其中Weyl点轨迹可以通过散射参数测量来探测。
2016-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Inhomogeneous Floquet thermalization
本研究针对无序周期驱动Ising链探究非平衡热化问题,发现非均匀热化现象,提出以无序平均对角纠缠熵为内部时间的方法,证实遍历区内局域温度多体演化具有与无序强度无关的统一参数化形式。
2025-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech
Magic angle (in)stability and mobility edges in disordered Chern insulators
本文研究了无序对扭曲双层石墨烯魔角稳定性的影响,发现小无序下平带能量附近的迁移率边在所有 Chern 数为零时仍因 $C_{2z}T$ 对称性而存在,且该效应与实验观察相符。
2025-08-14 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effects of Disorder on a 1-D Floquet Symmetry Protected Topological Phase
周期驱动系统,也称为Floquet系统,可以实现平衡状态下无法找到的对称保护拓扑(SPT)相。在这里,我们试图了解这种SPT阶段的强无序的影响,工作与一维Floquet系统属于Altland Zirnbauer类BDI。利用转移矩阵方法,我们发现,无序系统主机的平凡,拓扑和Floquet拓扑相位阵列。然后,我们探讨的情况下,均匀分布的债券的相图。我们的分析结果证实了大量的拓扑不变量的数值计算。虽然所有的状态是一般本地化,附近的相变的拓扑边缘状态的本地化长度发散。我们推导出这些分歧的临界指数,发现他们采取的平衡值,尽管事实上,我们正在考虑的阶段独特的非平衡。我们还讨论了我们的工作如何为研究相互作用的Floquet SPT阶段奠定基础。
2015-12-14 cond-mat.dis-nn
Decoupling the electronic gap from the spin Chern number in disordered higher-order topological insulators
本研究揭示无序高阶拓扑绝缘体中电子能隙与自旋能隙的解耦效应,澄清了非零自旋陈数在无Z₂指数时不决定受保护边缘模存在的核心结论,解答了领域长期存在的基础问题。
2024-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Floquet erratic non-Hermitian skin effect in photonic mesh lattice
The University of Hong Kong(香港大学)
研究通过光子网格晶格实验揭示了由 disorder 引发的非厄米特皮肤效应,展示了在强局部非互易性下,通过调节全局互易性实现拓扑相变,并验证了不守恒非厄米特皮肤效应的特性。
2026-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Fragility of Unidirectional Transport in Weakly Disordered Photonic Chern Insulators
Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University(山西大学极端光学协同创新中心)
研究揭示弱 disorder 如何破坏 photonic Chern 绝缘体中 robust 的 chiral 边态传播,尽管全局拓扑不变量保持不变,通过引入杂质态形成拓扑平凡的杂质带,导致拓扑 Chern 绝缘体中单向传播被破坏。
2026-05-08 cond-mat.dis-nn physics.optics
Fate of Topological Edge States in Disordered Periodically-driven Nonlinear Systems
本文用适配周期驱动系统的自洽方法获得Floquet拓扑边缘定态,揭示其寿命转变由Krein符号与本征态碰撞表征,并阐明随机势与非线性竞争导致边缘态寿命均等及相反的延长或缩短效应。
2021-11-16 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
On the phase structure of driven quantum systems
干净的和相互作用的周期性驱动的量子系统被认为表现出一个单一的,平凡的“无限温度”Floquet-ergodic阶段。相比之下,在这里,我们表明,他们的无序Floquet多体本地化的对应物可以表现出明显的有序相划定的急剧转变。其中一些是对称性破缺和拓扑有序的平衡态的类似物,而另一些--真正是弗洛凯问题的新发现--则以有序和非平凡的周期动力学为特征。我们说明这些想法在驱动自旋链与伊辛对称性。
2016-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el