Classification of topological crystalline insulators based on representation theory
拓扑晶体绝缘体定义了一类新的拓扑绝缘体相，其具有由晶体对称性保护的无隙表面态。在这项工作中，我们提出了一个一般的理论来分类拓扑晶体绝缘体相的基础上表示理论的空间群。我们的方法是直接识别具有特定表面的半无限系统中可能的非平凡表面态，其对称性可以用17个二维空间群来描述。我们再现了现有的拓扑晶体绝缘体的结果，如$pm$或$pmm$组中的镜像陈绝缘体，$p4m$、$p31m$和$p6m$组中的$C_{nv}$拓扑绝缘体，以及$pg$和$pmg$组中的拓扑非对称晶体绝缘体。除了这些已有的结果外，我们还得到了以下新的结果：（1）存在两个整数镜像Chern数（$\mathbb{Z}^2$），但只有一个（$\mathbb{Z}$）在$cm$或$p3m1$组中对于无脊椎和脊椎病例;（2）对于$pmm$（$cmm$）群，在无自旋情况下没有拓扑分类，但有$\mathbb{Z}^4$（3）我们显示了$\mathbb{Z}^2$组中的拓扑结晶绝缘体相与$pm$组中的拓扑结晶绝缘体相的关系;（4）我们确定了$p4m$、$p31m$和$p6m$的拓扑分类;（5）在$pgg$和$p4g$群中也发现了拓扑非对称晶体绝缘体，与$pg$和$pmg$群相比，这些晶体绝缘体具有新的性质。我们强调了在某些特定的高对称动量的状态的不可约表示的拓扑结晶相的分类的重要性。我们的理论可以作为一个指导，在现实材料中的拓扑晶体绝缘体相…
2016-01-28 cond-mat.mes-hall
Effective field theories for interacting boundaries of 3D topological crystalline insulators through bosonisation
在这里，我们分析了两个狄拉克费米子物种在两个空间维度中存在的一般四次接触相互作用。通过采用功能玻色子化技术，我们证明，依赖于费米子相互作用的耦合系统可以有效地描述了丰富多样的拓扑质量规范理论。在这些有效的理论中，我们得到了一个具有高阶导数的扩展的Chern-Simons理论以及两个耦合的Chern-Simons理论。我们的形式主义允许相互作用的费米子出现的一般描述，例如，在三维拓扑晶体绝缘体的间隙边界。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological magnetic crystalline insulators and co-representation theory
时反不变拓扑绝缘体的无隙表面态受到时反操作的反幺正性质的保护。最近，这个想法被推广到磁性结构，其中时间反演对称性被明确破坏，但仍然存在结合时间反演对称性和晶体对称性的反幺正对称操作。磁性结构中的这些拓扑相被称为“拓扑磁性晶体绝缘体”。本文基于磁晶体对称群的共表示理论，提出了不同类型磁晶体中拓扑磁晶体绝缘体的一般理论。我们构造了两个具体的拓扑磁性晶体绝缘体紧束缚模型：$\hat{C}_4Θ$模型和$\hat{\bf τ}Θ$模型，其中明确地计算了拓扑表面态和拓扑不变量。此外，我们还对磁性系统中不同类型的反幺正算符进行了检验，发现具有$\hat{C}_4Θ$、$\hat{C}_6Θ$和$\hat{\bf τ}Θ$对称性的系统能够保护无隙表面态。我们的工作将为在实际磁性材料中寻找拓扑磁性晶体绝缘体铺平道路。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall
Rotation Anomaly and Topological Crystalline Insulators
我们表明，在$n$ -折叠旋转对称性和时间反演对称性的存在下，费米子味的数量必须是$2n$（$n=2,3,4,6$）的倍数在二维晶格上，一个更强的版本的著名的费米子加倍定理在只存在时间反演对称性。乘法定理的违反表明异常，可能只发生在表面的拓扑晶体绝缘体的新类别。放在圆柱体上，这些状态在顶面和底面上具有$n$狄拉克锥，通过侧面上的$n$螺旋边缘模式连接。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall hep-th
Effective field theory description of topological crystalline insulators
我们提出了一个具有时间反转和$C_4$对称性的拓扑晶体绝缘体的唯象理论。首先，我们介绍了一个虚拟空间和电磁场算子的变换。这种变换使光速保持不变，但将元电荷变为$\sqrt{2}e$。然后，我们制定了拓扑晶体绝缘体的理论在这个虚拟空间中的转换场作为三维BF理论包含$π$磁通激发。已知具有半通量量子激发的3D BF理论描述了时间反演不变绝缘体的低能量性质。通过逆变换，我们恢复了原空间中的有效场论。事实证明，这个场论包含四分之一通量量子激发。
2012-05-16 cond-mat.mes-hall
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Synthesizing Weyl semimetals in weak topological insulator and topological crystalline insulator multilayers
我们提出了一种不同的路线，时间反演不变Weyl半金属采用多层异质结构，包括普通的“平凡”绝缘体和非平凡绝缘体与\textit{pairs}的保护狄拉克锥的表面上。我们认为这两种情况下的弱拓扑绝缘体，表面狄拉克锥被钉扎到时间反演不变动量，和拓扑晶体绝缘体与unpinned表面狄拉克锥。对于这两种实现，我们解释现象学如何建议建设导致外尔半金属相的出现。我们进一步制定有效的低能量模型，我们证明了存在的半金属相与四个孤立的外尔点。最后，我们讨论了如何提出的设计可以实现实验与国家的最先进的技术。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
Second-order topological insulators and superconductors with an order-two crystalline symmetry
二阶拓扑绝缘体和超导体在体块中和沿边界具有带隙的激发谱，但是在二维晶体的拐角处具有受保护的零模式或在三维晶体的铰链处具有受保护的无带隙模式。二阶拓扑相可以由体晶体对称性的存在引起。基于Shiozaki和Sato对具有二阶晶体对称性的体晶相的完整分类[Phys.\修订版本\ B { \bf 90}，165114（2014）]，例如镜面反射、二重旋转或反转对称，我们将所有相应的二阶拓扑绝缘体和超导体分类。分类还包括反对一对称和反对称。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle scattering from topological crystalline insulator SnTe (001) surface states
最近，电子态的拓扑分类已经扩展到一类新的物质，称为拓扑晶体绝缘体。类似于拓扑绝缘体，拓扑晶体绝缘体也具有自旋动量锁定的表面态;但它们仅存在于受晶体反射对称性保护的特定晶面上。在这里，我们报告了一个超低温扫描隧道显微镜和光谱研究拓扑晶体绝缘体SnTe纳米片的分子束外延生长。我们观察到的SnTe（001）表面上的准粒子干涉图案，可以解释在第一表面布里渊区的拓扑晶体绝缘体表面态的四个费米口袋的电子散射。准粒子干涉强度的能量色散的定量分析表明，两个高能量的功能相关的交叉点以外的Lifshitz过渡时，两个相邻的低能表面带附近的合并点。实验和计算的准粒子干涉图案之间的比较揭示了可能的自旋纹理的表面状态。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Tenfold Topology of Crystals: Unified classification of crystalline topological insulators and superconductors
著名的Altland-Zirnbauer对称性类的十重方式通过其非空间对称性的模式来识别任何量子系统。它是拓扑绝缘体和超导体周期表的核心，为所有对称类提供了弱相互作用电子的非晶拓扑相的完整分类。近年来，在晶体材料中发现了大量具有不同表面态的拓扑现象。本文对晶体拓扑绝缘体和超导体的关键空间群、层群和棒群的拓扑不同基态和具有反常表面态的拓扑相进行了详尽的分类。这是在一个统一的方式为全十倍的方式Altland-Zirnbauer非空间对称类。我们建立了一个全面的范例，利用现代数学框架的等变谱，它使我们能够获得适用于通用拓扑分类问题的结果。特别是，这种范式提供了有效的计算工具，使一个内在的统一处理的完整的十倍的方式。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lecture Notes on Topological Crystalline Insulators
我们介绍拓扑晶体绝缘体，即量子物质的带隙基态，它们不与原子极限相连接，而不破坏包括空间变换在内的对称性，如镜像或旋转对称性。为了推导拓扑性质，我们使用非阿贝尔威尔逊圈。我们还详细讨论了高阶拓扑绝缘体与铰链和角状态，特别是目前相互作用玻色子模型的后一类系统。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
Topological Crystalline Materials - General Formulation, Module Structure, and Wallpaper Groups -
我们制定的扭曲等变$K$ -理论的基础上的拓扑晶体材料。扭曲的等变$K$理论的基本思想解释与应用的拓扑相保护的晶体对称性记住，和系统的方法的拓扑分类晶体材料。我们的配方是适用于散装gapful拓扑晶体绝缘体/超导体和它们的无隙边界和缺陷状态，以及散装gapless拓扑材料，如Weyl和狄拉克半金属，和节点超导体。作为我们的配方的应用，我们提出了一个完整的分类拓扑晶体表面状态，在没有时间反演不变性。该分类适用于三维绝缘体的无间隙表面状态，以及全间隙二维绝缘体。这样的表面状态和二维绝缘体被分类在一个统一的方式由17个墙纸组，连同存在或不存在（亚晶格）手征对称性。我们确定了墙纸组操作下的拓扑数及其表示。我们还证明了我们的配方在散装无间隙相的分类中的有用性。我们提出了一类新的Weyl半金属和Weyl超导体的拓扑保护的反演对称性。
2017-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con math-ph
Classification of Crystalline Topological Insulators and Superconductors with Point Group Symmetries
晶体拓扑相是近年来实验和理论研究的热点。主要进展包括通过对称性指标对晶体物质进行完整的基本能带表示分析，以及发现高阶铰链和角态。然而，目前对这些阶段的分类办法要么是隐含的，要么是范围有限的。本文提出了一种新的明确分类晶体拓扑绝缘体和超导体的方案。这些阶段的保护结晶点群对称性，其特征在于散装拓扑不变量。分类范式概括了Clifford代数扩展过程中的每个Altland-Zirnbauer对称类，并利用代数，其中包括点群对称。所有点群对称性的三维晶体的明确的结果，以及所有的对称层组的二维晶体。我们讨论了未来的扩展治疗磁性晶体和缺陷或高维系统，以及弱和脆弱的不变量。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust spin-polarized midgap states at step edges of topological crystalline insulators
拓扑晶体绝缘体是晶体对称性导致具有手性自旋纹理的拓扑保护表面态的材料，使其成为自旋电子学应用的潜在候选者。利用扫描隧道光谱技术，我们发现了三维拓扑晶体绝缘体（Pb，Sn）Se的奇原子表面台阶边存在一维（1D）中隙态.一个最小的玩具模型和现实的紧束缚计算确定他们作为自旋极化的平带连接两个狄拉克点。这种非平凡的起源提供了具有固有稳定性的1D中间带隙状态，并保护它们免受背散射。我们的实验表明，这种稳定性的结果在一个惊人的鲁棒性缺陷，强磁场，和升高的温度。
2016-12-21 cond-mat.mes-hall
Tunable Weyl fermions and Fermi arcs in magnetized topological crystalline insulators
基于$k\cdot p$分析和实际紧束缚计算，我们发现磁性掺杂（Mn，Eu，Cr等）的Weyl半金属可以实现时间反转破缺。Sn $_{1-x}$ Pb $_x$（Te，Se）类拓扑晶体绝缘体。所有的外尔点在动量空间中分离得很好，并且由于高度的晶体对称性而具有几乎相同的能量。此外，外尔点和费米弧都可以通过改变Pb/Sn成分、压力、磁化强度、温度、表面电势等来高度调谐，开启了操纵外尔点和重新连接费米弧的可能性。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electromagnetic Response of Three-dimensional Topological Crystalline Insulators
拓扑晶体绝缘体（TCI）是一类新型的材料，由于点群晶体对称性，在选择表面上具有金属表面态。在这封信中，我们考虑了一个三维（3D）拓扑晶体绝缘体的狄拉克节点发生在一个表面上的镜像和时间反演对称性的保护模型。我们证明了这样一个系统的电磁响应的特点是由一个$1$ -形式的$b_μ$。$b_μ$可以从表面狄拉克节点在能量-动量空间中的位置推断出来，并且像谷规范场一样耦合到表面狄拉克节点。从有效作用和分析能带结构的计算，我们表明，涡旋核心的$\vec b$或畴壁的组件$\vec b$可以捕获表面电荷。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall
Topological Crystalline Insulators and Topological Superconductors: From Concepts to Materials
本文综述了拓扑绝缘体以外的拓扑材料的最新研究进展，特别是拓扑晶体绝缘体和体相拓扑超导体。阐述了这些新拓扑材料的基本概念、模型哈密顿量和新颖的电子性质。的关键作用的对称性，其拓扑性质的基础上阐明。讨论了它们在材料实现中的关键问题。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic anisotropy of the single-crystalline ferromagnetic insulator Cr2Ge2Te6
Cr_2Ge_2Te_6（CGT）是一种层状铁磁绝缘体，由于其与Dirac材料的结合可以实现量子反常霍尔效应（QAHE）和发展新型自旋电子学器件，近年来引起了人们极大的兴趣。在这里，我们研究了单晶CGT的单轴磁各向异性能，并确定在其铁磁相的磁易轴是沿c轴方向。此外，CGT在居里温度以下是绝缘体。这些性质使得CGT成为一种潜在的有前途的候选衬底，用于与拓扑绝缘体集成以实现高温QAHE。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fundamentals of crystalline Hopf insulators
三维晶体霍普夫绝缘体是酉Wigner-Dyson类的一般成员，它可以打破所有的整体离散对称和点群对称。在布里渊区的任意二维平面上，在第一陈数不存在的情况下，得到了Hopf不变量$N_H \in \mathbb{Z}$。但在存在陈数$N_H \in \mathbb{Z}_{2q}$的情况下，其中$q$是布里渊区$xy$、$yz$和$xz$平面的陈数的最大公约数。$N_H$如何影响各向同性磁电系数的拓扑量子化？我们用Witten效应的计算来回答这个问题。此外，我们构建了$N$带紧束缚模型的霍普夫绝缘体，并证明了其拓扑稳定性对频谱平坦。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fragile Topological Phases and Topological Order of 2D Crystalline Chern Insulators
Center for Quantum and Topological Systems, Division of Science, New York University（量子与拓扑系统中心，科学系，纽约大学）
本文通过等变同调论方法，研究二维晶格陈绝缘体的易碎拓扑相及其分数拓扑序，并揭示了动量空间中任何潜在的FQAH任何子必须被局域的结论。
2025-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Finite-size-effect-induced topological phase transition in a topological crystalline insulator
本文研究了拓扑晶体绝缘体（TCI）Pb_{x} Sn_{1-x} Te（001）薄膜的电子态和拓扑不变量。由于有限尺寸效应，体TCIs上的无间隙表面狄拉克锥在薄膜中变成有间隙的，这是上下表面狄拉克锥之间的杂化。我们澄清，TCI膜具有较强的有限尺寸效应相比，三维拓扑绝缘体，如Bi 2 Se 3。薄膜的能隙随薄膜厚度的变化而振荡。振荡源于二维拓扑相变。所获得的拓扑不变量和能隙的数据为TCI器件的应用提供了指导。
2014-07-03 cond-mat.mes-hall
Bulk characterization of topological crystalline insulators: stability under interactions and relations to symmetry enriched U(1) quantum spin liquids
拓扑晶体绝缘体（TCI）是由晶体（和其他）对称性保护的物质的非平凡量子相。它们最初是由能带理论预测的，因此一个重要的问题是它们在相互作用下的稳定性。在本文中，通过直接研究的物理散装性能的几个带理论为基础的非平凡的TCI，概念上有趣的和/或实验上可行的，我们表明它们是稳定的相互作用。这些TCI包括（1）弱拓扑绝缘体，（2）具有镜像对称性及其时间反演对称推广的TCI，（3）具有镜像对称性的双重拓扑绝缘体，以及（4）两个具有无间隙表面的TCI。我们描述了两种互补的方法，使我们能够确定的磁单极子的性质，通过耦合这些TCI的U（1）规范场。这些方法涉及研究这些TCI的不同类型的表面状态。将这些方法应用到我们的例子中，我们发现它们都有非平凡的单极子，这证明了它们在相互作用下的稳定性。此外，我们还讨论了这些TCI与对称性富集的U（1）量子自旋液体（QSL）之间的两个层次的关系。首先，这些TCI与具有晶体对称性的U（1）QSL直接相关。其次，在具有晶体对称性的U（1）QSL和具有内部对称性的U（1）QSL之间存在有趣的对应关系。特别地，具有非线性强制无隙表面的TCIs与邹等人在参考文献1中引入的“分数拓扑顺磁体”有关。
2018-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Proximity-induced superconductivity and quantum interference in topological crystalline insulator SnTe thin film devices
拓扑晶体绝缘体代表了一种新的物质状态，其中电子输运由镜像对称保护的狄拉克表面态控制。由于这些表面态的螺旋自旋极化，拓扑晶体物质与附近超导体的接近被预测会诱导非常规的超导性，从而主持马约拉纳物理学。我们报道了在拓扑晶体绝缘体SnTe薄膜上图案化的Nb基超导量子干涉器件的制备和表征。SnTe薄膜表现出弱的反定域性和SQUID全能隙邻近感应超导的弱连接。这两个属性给出了120 nm的一致相干长度。磁场诱导的SQUID振荡具有2 $π$周期性，可能由体电导率决定。
2017-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Crystalline Insulator and Quantum Anomalous Hall States in IV-VI based Monolayers and their Quantum Wells
与二维（2D）拓扑绝缘体不同，当镜像对称性被破坏时，2D拓扑晶体绝缘体（TCI）相消失，例如，在放置于衬底上时。在这里，基于一个新的家庭的二维TCI- SnTe和PbTe单层-我们理论上预测实现的量子反常霍尔效应与陈数C = 2，即使当镜像对称性被打破。值得注意的是，我们还表明，所考虑的材料保留其大间隙的拓扑性质的量子阱结构中获得的氯化钠层之间的单分子层。我们的研究结果表明，TCI可以作为观察强大的拓扑非平凡阶段的种子。
2015-03-06 cond-mat.mes-hall
Effective field theories of topological crystalline insulators and topological crystals
我们提出了一种获得拓扑晶体绝缘体的有效场论的一般方法，其低能理论由大量狄拉克费米子描述。我们表明，这些阶段的特点是与接口的空间相关的质量参数的响应。这些质量接口实现降维过程，使得感兴趣的状态被平滑地变形为拓扑晶体，其用作一般分类中的相的代表性状态。通过对有质量狄拉克费米子的积分，得到了有效场论，揭示了各种量子化拓扑项。我们的方法可以推广到其他晶体对称性保护的拓扑相位，并提供了一个通用的策略，以获得有效场论，这样的晶体拓扑相位。
2022-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Crystalline invariants of fractional Chern insulators
本文提出利用高对称点中心的部分旋转基态期望值提取晶体不变量，结合共形场论与G-交叉辫子张量范畴方法建立适用于阿贝尔和非阿贝尔拓扑序的理论，并通过数值计算验证，证明霍尔电导率等可完全表征系统晶体不变量。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological crystalline insulator phase in graphene multilayers
虽然三维拓扑绝缘体的实验进展迅速，但二维拓扑绝缘体的发展相对缓慢，尽管它们具有技术前景。主要原因是迄今为止仅在半导体量子阱中实现二维拓扑绝缘体的材料挑战。在这里，我们确定了一种二维拓扑绝缘体的材料，不面临类似的挑战，这是目前最广泛的和良好的表征：石墨烯。对于某些相称的层间扭曲，石墨烯多层膜是具有相当大带隙的绝缘体。我们表明，他们是此外，在拓扑相保护晶体对称性。作为其基本特征，这种拓扑状态支持一维边界模式。它们形成低耗散的量子线，可以纯粹用静电来定义。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Coherent Transport in SnTe Topological Crystalline Insulator Thin Films
拓扑晶体绝缘体（TCI）是一种独特的系统，其中由晶体镜像对称性保护的能带反转导致多种拓扑表面态。二元SnTe是一种有吸引力的无铅TCI化合物，目前的高质量薄膜的工作提供了一种途径，提高迁移率和降低载流子密度的SnTe没有化学掺杂。量子相干磁输运测量的结果揭示了狄拉克表面状态的多样性是独特的TCI。弱反局域化的建模显示的变化，在提取的载体谷，反映了相干谷间散射的作用，耦合不同的狄拉克态的退化TCI表面上的数量。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Novel topological insulators from crystalline symmetries
我们通过回顾三个有代表性的理论例子，讨论了空间对称性保护的拓扑绝缘体研究的最新进展。在三维中，这些物质状态的特征通常是在尊重保护空间对称性的表面处存在无间隙边界状态。我们讨论了这些拓扑状态的外观在晶体中可以忽略不计的自旋-轨道耦合和四重旋转对称，以及在镜像对称晶体具有相当大的自旋-轨道相互作用的特点是所谓的镜像陈数。最后，我们还讨论了一维绝缘体中类似的拓扑晶态，如纳米线或原子链，具有镜像对称性。在那里，非平凡拓扑的主要物理结果是量子化端电荷的存在。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Quantized crystalline-electromagnetic responses in insulators
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of Illinois at Urbana--Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）
研究提出多极Chern绝缘体，通过非对称动量空间对称性和镜像对称性实现量化晶格-电磁响应，并验证其拓扑特性。
2025-03-31 cond-mat.mes-hall
Crafting crystalline topological insulators via accidental mode degeneracies
本文提出通过偶然模式简并设计哈密顿量内部对称性来构建晶体拓扑绝缘体，用更简单晶格和更少超原子实现呼吸蜂窝类似物，并揭示边缘态和角态。
2023-12-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Weak localization and Berry flux in topological crystalline insulators with a quadratic surface spectrum
本文研究了拓扑晶体绝缘体中二次带交叉表面态的弱局域化。结果表明，二次带交叉点的拓扑结构决定了WL电导率校正的负号。对于破缺的时间反转对称性的表面状态，一个明确的依赖关系的WL电导率上的带Berry通量得到和分析不同的载流子密度制度和类型的能带结构（正常或倒置）。这些结果提出了一种通过WL测量来检测带Berry通量的方法。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two types of Dirac-cone surface states on (111) surface of topological crystalline insulator SnTe
我们对拓扑晶体绝缘体SnTe的（111）面进行了角分辨光电子能谱（ARPES）研究。与（001）面上表面布里渊区X_bar点上的一对Dirac-cone表面态不同，我们发现了两种Dirac-cone表面态，它们分别以G_bar和M_bar点为中心，起源于L点的体带反转。我们还发现狄拉克点的能量位置和狄拉克速度是不同的。这个ARPES实验演示了拓扑材料不同晶面上的表面态，并阐明了拓扑晶体绝缘体的镜像对称保护狄拉克锥如何出现在具有不同对称性的表面上。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of surface states on heavily indium doped SnTe(111), a superconducting topological crystalline insulator
已知拓扑晶体绝缘体碲化锡在掺杂有铟（Sn $_{1-x}$ In $_{x}$ Te）时具有超导性，并且对于低铟含量（$x=0.04$），已知拓扑表面态被保留。在这里，我们提出了生长，表征和角度分辨光电子能谱分析的样品与更重的掺杂（高达$x\approx0.4$），制度的超导温度增加了近四倍。我们表明，尽管强p型掺杂，Dirac样的表面状态持续存在。
2016-02-18 cond-mat.mes-hall
Unveiling a crystalline topological insulator in a Weyl semimetal with time-reversal symmetry
我们认为一个自然的概括的晶格模型的周期性阵列的两层，A和B，由傅[物理学评论快报。106，106802（2011）]作为晶体绝缘体的原型。该模型具有时间反演对称性和破缺反演对称性。我们发现，当层内次近邻跳跃ta2，a = A，B消失，该模型支持外尔半金属相的范围很广的剩余模型参数。当考虑ta2的影响时，拓扑结晶绝缘相发生在Weyl半金属内。通过映射到一个有效的外尔哈密顿量，我们得到了一些分析结果的相图以及外尔半金属的光谱中的节点的结构。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
Topological Crystalline Insulators in the SnTe Material Class
拓扑晶体绝缘体是一种新的物质状态，其中电子结构的拓扑性质源于晶体对称性。在这里，我们预测的第一个材料实现的拓扑晶体绝缘体在半导体SnTe，通过确定其非零拓扑指数。我们预测，作为这种非平凡拓扑结构的表现，SnTe具有金属表面态，在高对称性晶体表面（如{001}，{110}和{111}）上具有偶数个狄拉克锥。这些表面态形成了一种新型的高迁移率手性电子气，它对无序具有鲁棒性，并且通过晶体相对于{110}镜面的反射对称性进行拓扑保护。通过弹性应变工程或施加面内磁场来打破这种镜像对称性可以在表面上打开连续可调的带隙，这可能导致在热电、红外检测和可调电子学中的广泛应用。密切相关的半导体PbTe和PbSe也成为拓扑晶体绝缘体后，带反转的压力，应变和合金化。
2012-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layered Topological Crystalline Insulators
拓扑晶体绝缘体（TCI）是其拓扑性质依赖于一般晶体对称性的绝缘材料。基于第一性原理计算，我们研究了由二维TCI层堆叠而成的三维晶体。根据层间相互作用，层状晶体可以实现不同的3D拓扑相位，其特征在于在布里渊区中的不等效镜不变平面上定义的两个镜陈数（MCN）（$μ_1,μ_2$）。作为一个例子，我们证明了新的TCI相可以实现在层状材料，如PbSe（001）单层/h-BN异质结构，并可以通过机械应变调谐。我们的研究结果揭示了MCN在倒易空间中不等价镜像对称平面上的作用，并为寻找新的拓扑材料开辟了新的可能性。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystalline topological states at a topological insulator junction
我们考虑两个强时间反演不变的拓扑绝缘体之间的界面，它们具有相反的自旋手征，或者等价地，相反的镜像陈数。我们表明，这样的接口支持无间隙模式，保护镜像对称。的界面态进行了研究与连续介质模型的Bi 2 Se 3类的拓扑绝缘体，考虑到条款的晶体动量的第三阶，这确保了该模型具有正确的对称性。模型参数由从头计算得到。最后，我们考虑了在界面处的转动失配的影响，它打破了镜像对称性，并在界面光谱中打开了一个缺口。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Anomalous Floquet topological crystalline insulators
周期性驱动的系统可以托管所谓的异常拓扑相，其中受保护的边界状态与拓扑平凡的Floquet体带共存。我们介绍了一个异常版本的反射对称保护拓扑晶体绝缘体，作为一个堆栈的弱耦合二维层。该系统具有可调谐的和强大的表面狄拉克锥，即使镜像陈数的Floquet散装带消失。表面狄拉克锥的数目由一个新的拓扑不变量给出，该拓扑不变量由系统的散射矩阵确定。此外，我们发现，由于粒子-空穴对称性，表面布里渊区中的狄拉克锥的位置由一个额外的不变量控制，计算在高对称点存在的模式的奇偶校验。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Weak-link Josephson Junctions Made from Topological Crystalline Insulators
本文报道了用拓扑晶体绝缘体Pb $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ Te作为弱连接制备约瑟夫森结的实验结果。这些结的特性的特征在于，并与PbTe，一种类似的材料，但拓扑平凡的弱链接制造的那些相比。最引人注目的是交流约瑟夫森效应的差异：由Pb $_{0.5}$ Sn $_{0.5}$ Te制成的结表现出丰富的次谐波结构，与偏斜的电流-相位关系一致。这种结构在由PbTe制造的结中不存在。讨论了这种效应的起源作为一个新的行为所产生的拓扑非平凡的表面状态的指示。
2018-08-30 cond-mat.mes-hall
Magnetic-Field Induced Semimetal in Topological Crystalline Insulator Thin Films
研究了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜在外电磁场作用下的电磁特性。TCI薄膜是一种以镜像陈数为指标的拓扑绝缘体。结果表明，在面内磁场作用下，随着一对具有相反手征的无隙锥的出现，带隙闭合。一对无间隙点具有相反的涡数。这是一个回忆的一对外尔锥在三维外尔半金属。因此，我们提出了一个磁场诱导的半金属-半导体转变的二维材料。这是一种巨磁阻效应，其电阻率受磁场控制。我们发现，外加电场使无带隙点发生位移，并使费米速度沿面内磁场的方向重整化。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Interference on the Surface of Topological Crystalline Insulator Pb(1-x)Sn(x)Se
拓扑晶体绝缘体代表了一种新的拓扑相的物质，其中的表面状态的保护离散点群对称性的基础晶格。岩盐铅-锡-硒化物合金是该相的一种可能的实现，其在改变铅含量时经历拓扑相变。利用扫描隧道显微镜（STM）和角分辨光电子能谱（ARPES）研究了（001）Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se在拓扑非平凡相（x=0.23）和拓扑平凡相（x=0）的表面态.我们观察到的准粒子干扰STM的拓扑晶体绝缘体的表面上，并证明了测量的干扰可以理解从ARPES研究和一个简单的能带结构模型。此外，我们的研究结果支持了Pb $_{0.77}$ Sn $_{0.23}$ Se和PbSe具有不同拓扑性质的事实.
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric effects in topological crystalline insulators
我们研究了在短程和长程杂质相互作用下拓扑晶体绝缘体的电导率和热电效应。我们采用广义玻尔兹曼形式的各向异性费米表面系统。由于表面态能带结构鞍点处的范霍夫奇异性，电导率随掺杂浓度的变化呈现局部极小值。在高能量狄拉克点处的载流子的带间散射的抑制导致电导率的最大值。当费米能级通过电导率的极值时，塞贝克系数改变符号。此外，它揭示了深刻的热电效应，可以达到这些极值点附近。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-Induced Superconductivity in a Topological Crystalline Insulator
超导拓扑晶体绝缘体（TCI）预计主机新的拓扑相保护的晶体对称性，但现有的材料是不够适合的表面研究。为了诱导超导电性在一个原型的TCI SnTe的表面，我们使用分子束外延生长的异质结构的SnTe和高Tc超导体Fe（Te，Se），利用“缓冲”层之间的大晶格失配SnTe和Fe（Te，Se）。利用低温扫描隧道显微镜和光谱学，我们测量了SnTe表面的一个显著的光谱带隙，并通过它对温度和磁场的依赖性证明了它的超导起源。我们的工作提供了一个新的平台，在原子尺度上的新兴的拓扑现象超导TCIs的调查。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Antiferromagnetic crystalline topological insulators
基于Kramers定理，时间反演不变拓扑绝缘体的无隙表面Dirac锥受到时间反演对称性的保护。通常需要自旋自由度，因为Kramers定理只保证自旋费米子的双简并，而不保证无自旋费米子的双简并。本文提出了一个反铁磁无自旋模型，它打破了时间反演对称性。类似于时间反演不变的拓扑绝缘体，该模型具有一个拓扑非平凡相，该相具有一个单表面Dirac锥，并通过时间反演和平移操作的组合来保护。我们的结果表明，在磁性晶体中，即使没有任何自旋自由度和自旋轨道耦合，也可以在表面上存在单个狄拉克锥。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological switch between second-order topological insulators and topological crystalline insulators
研究了二阶拓扑绝缘体（SOTI）和拓扑晶体绝缘体（TCI）之间的拓扑开关。SOTI和TCI都受到镜像对称性和反演对称性的保护，为此我们定义了相同类型的体拓扑数。我们以正方形晶格上的正方形纳米盘和三角形晶格上的六边形纳米盘为例。当平行于其中一个螺旋边缘引入面内磁场时，系统变成TCI。沿边缘的电导以电导量子$e^2/h$为单位为1。当面内场旋转时，电导随着边缘态的带隙打开而减小。当它与对角线正交时，两个拓扑角态出现在它的顶点上，系统成为一个SOTI。当它变得平行于另一个边缘时，系统再次变成TCI，并且沿着原始边缘的电导变为0，但是沿着新的边缘变为1。这可以用作拓扑电路改变开关的基础。或者，该装置可以用作传感器，以10 nm的分辨率测量样品表面上的局部磁化。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Detecting the Néel vector of altermagnet by attaching a topological insulator and crystalline valley-edge insulator
本文提出在交变磁体上附着 BHZ 模型拓扑绝缘体，通过隧穿电导和光学吸收对 Néel 矢量方向的依赖关系，实现对交变磁体 Néel 矢量的实验探测。
2024-03-14 cond-mat.mes-hall
Topology of nonsymmorphic crystalline insulators and superconductors
拓扑分类[K. Shiozaki和M. Sato，Phys. Rev. B ${\bf 90}$，165114（2014）]扩展到非对称晶体绝缘体和超导体。利用扭曲等变$K$理论，我们完成了拓扑晶体绝缘体和超导体的分类存在额外的二阶非对称空间群对称性。二阶非对称空间群包括具有$Z_2$翻转、滑移、二重螺旋的半晶格平移及其磁空间群。我们发现在二阶非对称空间群下，拓扑周期表的坐标翻转数具有模2周期性。指出非对称空间群允许$\mathbb{Z}_2$拓扑相位，即使在没有时间反演和/或粒子-空穴对称性的情况下。此外，非对称空间群与时间反演和/或粒子-空穴对称性的共存提供了新的$\mathbb{Z}_4$拓扑相，这在普通的拓扑绝缘体和超导体中还没有实现。我们给出了这些新拓扑相的模型哈密顿量和$\mathbb{Z}_2$和$\mathbb{Z}_4$拓扑不变量的解析表达式。具有$Z_2$自旋翻转和滑移对称性的半晶格平移与边界的存在是相容的，导致拓扑表面无带隙模受到这种二阶非对称对称性的保护。我们还讨论了这些无隙表面模式的独特功能。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
New quantum critical points of $j=3/2$ Dirac electrons in antiperovskite topological crystalline insulators
我们研究了具有$O_h$对称性的立方晶体中$j=3/2$ Dirac电子的长程库仑相互作用的效应，它是反钙钛矿拓扑晶体绝缘体的有效模型.重整化群分析揭示了三个不动点，它们是洛伦兹不变量、旋转不变量和$O_h$不变量。其中，Lorentz-和$O_h$ -不变不动点在低能极限是稳定的，而旋转不变不动点是不稳定的。有限速度各向异性狄拉克费米子的稳定$O_h$不变不动点的存在性是固体中突现洛伦兹不变性的一个有趣的反例。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Higher-order topological insulators in amorphous solids
我们确定实现高阶拓扑（HOT）相的非晶或非晶材料的可能性。我们从二维和三维的HOT绝缘体晶体出发，通过引入拓扑角态，逐步增强系统的结构随机性。在一个参数范围内，只要非晶性受到外晶边界的限制，系统就继续保持角态，产生非晶HOT绝缘体。然而，随着结构无序向边缘扩展，角态开始溶解成非晶体，最终当非晶性困扰整个系统时，系统变成平凡的绝缘体。这些结果通过计算二维（三维）的四极（八极）矩得到进一步证实。因此，当被薄（例如光刻生长的）结晶层包裹时，HOT相可以在非晶态固体中实现。我们的研究结果表明，即使在没有局部晶体对称性的情况下，也可以实现晶体拓扑相。
2020-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Type-II Dirac surface states in topological crystalline insulators
我们研究了一系列抗渗透材料的性质，这些材料是具有绝缘体但具有导电表面的拓扑晶体绝缘体。使用从头算DFT计算，我们调查的体积和表面的拓扑结构，并表明这些材料表现出I型以及II型狄拉克表面状态的反射对称性保护。虽然I型狄拉克态产生闭合的圆形费米表面，但II型狄拉克表面态的特征在于彼此接触的开放电子和空穴口袋。我们发现，第二类狄拉克态在其色散中表现出特征性的范霍夫奇异性，这可以作为一个实验指纹。此外，我们还研究了表面态对磁场的响应。
2016-06-15 cond-mat.mes-hall
Topology of crystalline insulators and superconductors
我们完成了晶体绝缘体和超导体中拓扑相及其拓扑缺陷的分类。我们认为拓扑相位和缺陷所描述的非相互作用的布洛赫和Bogoliubov德Gennes哈密顿，支持额外的二阶空间对称性，除了任何十类对称定义的时间反演对称性和粒子-空穴对称性。我们考虑的额外的二阶空间对称性是普遍的，它包括$Z_2$整体对称性，镜像反射，二重旋转，反转，以及它们的磁点群对称性。我们发现拓扑周期表除了在空间维度上具有Bott周期性外，在二阶空间对称性下还表现出一种新的坐标翻转数周期性。各种对称保护的拓扑相位和无间隙模式将被确定和讨论在一个统一的框架。我们还提出了对称保护费米点的拓扑分类。体分类和表面费米点分类提供了一种新的实现体边界对应的K理论。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con hep-th
Large Chern Number Quantum Anomalous Hall Effect In Thin-film Topological Crystalline Insulators
量子反常霍尔绝缘体是一种二维绝缘态，在没有外加磁场的情况下，表现出与量子霍尔态相似的性质。它们具有量子化的霍尔电导$σ^H=Ce^2/h$，其中整数$C$被称为陈数，并且表示无间隙边缘模式的数量。最近的实验表明，掺铬薄膜（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$是一种QAH绝缘体，具有陈数$C=\pm1$。在这里，我们从理论上预测，薄膜拓扑晶体绝缘体（TCI）可以托管各种QAH相，当掺杂铁磁有序掺杂剂。$\pm4$之间的任何陈氏数原则上可以作为（a）取决于磁掺杂浓度的感应塞曼场，（b）固有的或由压电材料通过邻近效应感应的结构变形，以及（c）薄膜的厚度之间的相互作用的结果而达到。在TCI中发现的可调陈氏数在超低功耗信息处理应用中具有重要的潜力。
2013-06-23 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
