Bandwidth-resonant Floquet states in honeycomb optical lattices
在Floquet理论中，我们研究了由费米子组成的蜂窝状光晶格的非平衡系统的拓扑相。我们集中在中间制度，其中的振动频率是相同的数量级的带宽，这样相邻的Floquet带开始重叠，创建一个层次的带反转。结果表明，双声子共振提供了一个拓扑相，可以描述内的Bernevig-Hughes-Zhang模型的碲化汞量子阱。这使得了解的平衡拓扑相位在简单的带反转，类似于平衡系统。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuation driven topological Hund insulators
研究了电子-电子相互作用在基于Bernevig-Hughes-Zhang哈密顿量的两带哈伯德模型中的作用.利用动力学平均场论，我们发现在有限的相互作用强度下，具有拓扑平凡的非相互作用参数的系统可以被局域动力学涨落驱动到QSH相。对于非常强的强相互作用，系统通过Mott转变重新进入平凡绝缘相。我们通过直接计算相互作用系统的单粒子格林函数的体拓扑不变量，得到了我们模型的相图。
2013-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable cornerlike states in topological type-II hyperbolic lattices
Hubei University（湖北大学）；Hubei University of Automotive Technology（湖北汽车工业学院）；Wuchang Shouyi University（武昌首义学院）；Hubei University of Science and Technology（湖北科技学院）；Wuhan University（武汉大学）；Wuhan Institute of Quantum Technology（武汉量子技术研究院）
研究揭示了型II双曲晶格中的高阶拓扑相，通过广义四极矩特征，其零能角状态同时出现在内边界和外边界，且在弱扰动下保持鲁棒性。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced phase transition in Dirac systems beyond the linear approximation
利用自洽玻恩近似，研究了具有高阶动量项的二维Dirac系统中短程杂质对带隙的无序效应.从Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型出发，计算了态密度随无序强度的变化。我们表明，由于二次修正的狄拉克哈密顿量，带隙总是受到影响的障碍，即使系统是gapless在干净的限制。最后，我们利用一种改进的描述HgTe~量子阱中价带边极大值的有效哈密顿量来研究无序效应。我们发现，带隙和无序诱导的拓扑相变在真实的结构可能显着不同的BHZ模型内的预测。
2020-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Engineering second-order topological insulators via coupling two first-order topological insulators
本文提出通过层间耦合两个拓扑不变量相反的一阶拓扑绝缘体来构造具有角态的二阶拓扑绝缘体，并在多个代表性模型中验证了该方法的通用性，还发现堆叠可形成三维二阶拓扑半金属。
2024-06-03 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Dirac semimetals with tunable edge states
本研究基于双层修饰的BHZ模型设计二维狄拉克半金属，通过引入新格点构造费米能平带，利用层间耦合产生带费米弧边缘态的狄拉克点，且狄拉克点位置可通过层间参数精确调控。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Anomalous Conductance Oscillations in the Hybridization Gap of InAs/GaSb Quantum Wells
我们在二维InAs/GaSb量子自旋霍尔绝缘体中观察到电导的磁振荡。它的绝缘体起源明确地证明了电导和电阻的反相振荡。特征在于，在金属区中，间隙内振荡频率高于靠近导带边缘的Shubnikov-de Haas振荡。温度依赖性显示热激活和涂抹效应，这不能描述的Lifshitz-Kosevich理论。提出了一个在绝缘区具有大准粒子自能的两带Bernevig-Hughes-Zhang模型来描述带隙振荡的主要性质。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall
Electron pairs bound by the spin-orbit interaction in 2D gated Rashba materials with two-band spectrum
我们发现，束缚电子对（BEPs）出现在二维门控Rashba材料由于相互作用的电子的库仑场产生的对自旋轨道相互作用的相互作用，和特性的能带结构引起的负的相互作用的电子的约化质量。我们的考虑是基于四带Bernevig-Hughes-Zhang模型与Rashba自旋轨道相互作用的栅极上的电荷创建。BEP的结合能在跨越两粒子能隙的整个宽度的宽范围内随栅极电压而变化。虽然自旋-轨道相互作用破坏了自旋量子化，但BEPs具有磁矩，其主要由电子的轨道运动产生并由栅极电压调谐。
2022-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Nonlinear orbital response across topological phase transition in centrosymmetric materials
非线性光学响应常被用作研究材料电学性质的探针。对于拓扑材料，迄今为止的研究集中在光电流电流，这需要打破反转对称性。在这项工作中，我们提出了一个理论的轨道电流响应的反对称拓扑绝缘体。我们发现在中心对称材料中，在线偏振光照射下，存在一个量子允许的轨道电流响应。直流非线性电导率的符号反映了$\mathbb{Z}_2$指数，并且电导率在平凡相和拓扑绝缘体相之间的过渡处改变符号。本文导出了一类双简并带模型的非线性轨道光电流的表达式，并讨论了它在Bernevig-Hughes-Zhang模型和过渡金属二硫族化物1 T '相情况下的具体应用.还讨论了观测轨道电流的实验装置。
2021-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Robust Majorana bound state in pseudo-spin domain wall of 2-D topological insulator
本文研究二维拓扑绝缘体复合畴壁螺旋边缘态中邻近诱导的马约拉纳束缚态，数值证明其因自旋与赝自旋空间双重正交性而对化学势和磁无序具有异常鲁棒性。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Electron-elastic-wave interaction in a two-dimensional topological insulator
研究了HgTe和InAs-GaSb量子阱中电子与弹性波的相互作用。著名的Bernevig-Hughes-Zhang模型，用于二维（2D）拓扑绝缘体（TI）的$4\times 4$模型被扩展以包括描述电子和弹性波之间的耦合的项。这种相互作用的2DTI和边缘状态的输运性质的影响进行了讨论。由于类电子和类空穴载流子由于2DTI的立方对称性而与弹性波不同地相互作用，因此可以利用弹性波来调谐/控制2DTI中的载流子的传输性质。扩展的2DTI模型也提供了可能性，调查的边缘状态的2DTI更现实的后向散射。
2015-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Uhlmann holonomy against Lindblad dynamics of topological systems at finite temperatures
Uhlmann相反映了密度矩阵的纯态在参数空间中遍历一个环的完整性，它已被用来表征有限温度下几个系统的拓扑性质。我们测试了Uhlmann holonomy对各种系统-环境耦合的量子动力学的林德布拉德方程描述的三个拓扑系统，包括苏-施里弗-海格尔（SSH）模型，Kitaev链，和Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型。在所有的例子中，如果初始状态是拓扑的，只有某些类型的Lindblad跳跃算子的乌尔曼阶段保持量化。拓扑保护在有限的温度下对环境的影响，量子动力学，因此证明，虽然只有一类有限的系统环境耦合。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Helical edge states in multiple topological mass domains
在碲化汞量子阱中实验发现了二维拓扑绝缘相。二维拓扑绝缘体（TI）的低能物理由Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型描述，其中拓扑绝缘相或正常绝缘相的实现分别取决于Dirac质量为负或正。我们求解了BHZ模型的质量域组态，分析了有限狄拉克质量在正常绝缘区（软壁边界条件）对边缘模的影响。我们发现，在TI和正常绝缘体（NI）之间的边界处，出现在界面处的边缘态的狄拉克点强烈地依赖于两个区域中的狄拉克质量之间的比率。我们还考虑了多个边界的情况，如NI/TI/NI，TI/NI/TI和NI/TI/NI/TI。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Algebraic and Geometric Mean Density of States in Topological Anderson Insulators
无序系统的代数平均态密度和几何平均态密度可以揭示电子局域化的性质。为了更好地理解二维无序拓扑相，我们计算了无序Bernevig-Hughes-Zhang模型的态密度。拓扑相位的特点是由一个完美的量子化的导电平台，进行螺旋边缘状态，在一个双端设置。在无序的存在下，拓扑相的主体是带绝缘体或安德森绝缘体。它们都可以保护边缘态不受后向散射的影响。根据代数平均态密度与几何平均态密度的比值，明确区分了拓扑相是拓扑带绝缘体还是拓扑Anderson绝缘体。计算表明，拓扑安德森绝缘体可以诱导从一个拓扑平凡的带绝缘体或拓扑非平凡的带绝缘体的无序。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Engineering Corner States from Two-Dimensional Topological Insulators
我们从理论上证明了在二维$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体中通过引入面内塞曼场可以实现具有鲁棒角态的二阶拓扑绝缘体.塞曼场破坏了时间反演对称性，从而破坏了$\mathbb{Z}_2$拓扑相位。然而，它尊重一些晶体对称性，因此可以保护高阶拓扑相。以Kane-Mele模型为例，我们发现塞曼场会使锯齿形边界的自旋螺旋边缘态产生缺口，而在锯齿形边界的交叉处会产生与场取向无关的缺口内角态.我们进一步表明，角状态对平面外塞曼场，交错的亚晶格势，Rashba自旋轨道耦合，和蜂窝晶格的屈曲是强大的，使它们在实验上是可行的。类似的行为也可以在著名的Bernevig-Hughes-Zhang模型中找到。
2020-03-22 cond-mat.mes-hall
Engineering Floquet topological phases using elliptically polarized light
研究了一个二维拓扑系统在椭圆偏振光作用下的动力学行为。特别是，我们分析了Bernevig-Hughes-Zhang模型，当它被扰动时，使用椭圆偏振光的频率$Ω$一般描述的矢量位${\bf A}(t) = (A_{0x} \cos(Ωt), A_{0y} \cos(Ωt + ϕ_0))$。（通过适当地选择$A_{0x}$、$A_{0y}$和$ϕ_0$，可以获得线性和圆偏振作为该一般形式的特殊情况）。即使对于固定值的$ϕ_0$，我们也可以通过改变驱动器的$x$和$y$组件的比率来改变系统的拓扑特征。因此，我们发现一个丰富的拓扑相图作为$A_{0x}$，$A_{0y}$和$ϕ_0$的函数。在这些阶段中的每一个中，由陈数给出的拓扑不变量与纳米粒子边缘处存在的自旋极化状态的数量一致。
2022-06-07 cond-mat.mes-hall
Tunable Anderson metal-insulator transition in quantum-spin Hall insulators
数值研究了Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型中的无序效应，发现量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）的Anderson跃迁由模型参数决定。BHZ哈密顿量等价于两个属于酉类的解耦自旋块。与通常认为的二维幺正系统除了在某些临界点外都是绝缘体的观点相反，通过计算局域化长度、能级统计和参与比的标度性质，我们发现在InAs/GaSb型BHZ模型中，在QSHI和正常绝缘体相之间可能出现一个奇异的金属相.另一方面，在HgTe/CdTe型BHZ模型中发现了从QSHI到正常绝缘体的直接跃迁。此外，我们表明，金属相起源于贝瑞相，可以生存的内部和外部的差距。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
Fingerprints of Berry phases in the bulk exciton spectrum of a topological insulator
我们研究激子形成的大量的拓扑绝缘体的系统是通过拓扑和平凡的绝缘相之间的参数调谐，认为非平凡的拓扑结构的指纹在这些激子的光谱。众所周知，与之密切相关的氢原子问题由于隐藏的对称性而具有简并性，并且我们发现的激子光谱的变化可以理解为由于Berry相位而破坏这种潜在对称性的结果。此外，这一阶段被发现影响的拓扑参数政权的频谱更强烈地比在平凡政权。我们首先构建了一个半经典的系统模型，以发展定性的直观的效果在发挥作用，然后移动到一个更强大的数值模拟的全量子系统，与Bernevig-Hughes-Zhang模型的二维拓扑绝缘体。
2018-01-04 cond-mat.mes-hall
The topological Anderson insulator phase in the Kane-Mele model
有人提出，在拓扑平凡的碲化汞/碲化镉（HgTe/CdTe）量子阱中加入无序可以诱导跃迁到拓扑非平凡态。由此产生的状态被称为拓扑安德森绝缘体，并在Bernevig-Hughes-Zhang模型的计算机模拟中发现。在这里，我们表明，拓扑安德森绝缘体是一个更普遍的现象，也出现在蜂窝晶格上的拓扑绝缘体的凯恩-梅勒模型。我们数值研究了相关参数的相互作用，并建立了拓扑安德森绝缘体存在的参数范围。一个交错的亚晶格势原来是一个必要的条件，过渡到拓扑安德森绝缘体。对于足够弱的无序，计算的基础上的最低阶玻恩近似定量再现的数值数据。因此，我们的研究结果大大增加了拓扑安德森绝缘体相的候选材料的数量。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Diffusive transport in the lowest Landau level of disordered 2d semimetals: the mean-square-displacement approach
研究了均匀垂直磁场中无序二维半金属的最低朗道能级的电子输运。材料系统由Bernevig-Hughes-Zhang哈密顿量建模，由于材料的固有Berry曲率，该哈密顿量具有零能量朗道模式。这些结果对无序系统的态密度和静态电导率至关重要。我们开发了一种分析方法的扩散和导电性的基础上的自洽的运动方程的均方位移。得到的零模电导率值接近于无磁场时无序狄拉克电子的电导率，而无序狄拉克电子的能谱中也有零能点。我们的分析适用于更广泛的背景下，无序的二维电子气体在强磁场。
2022-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Slow quenches in two-dimensional time-reversal symmetric Z2 topological insulators
研究了Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型在不同拓扑区域间慢猝灭时的拓扑性质和输运。由于在猝灭过程中带隙的闭合，系统最终处于激发态。对于由保持BHZ模型中存在的对称性（时间反演、反转和自旋投影守恒）的哈密顿量控制的猝灭，$\mathbb{Z}_2$不变量保持等于在初始状态下评估的不变量。体自旋霍尔电导率确实发生了变化，其时间平均值接近最终哈密顿量的基态。偏离基态自旋霍尔电导率作为淬火时间的函数遵循Kibble-Zurek标度。我们还考虑了时间反演对称性的破缺，这恢复了体不变量与失超后输运性质之间的对应关系。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
Stability of the X-Y-phase of the two-dimensional C4 point group insulator
非相互作用绝缘电子态的物质可以分类根据其对称性的拓扑不变量，可以与有效表面理论。这些有效表面理论反过来又在拓扑学上受到保护，不受无序的影响。另一方面，拓扑晶体绝缘体在上述分类的意义上是微不足道的，但仍然具有表面模式。在这项工作中，我们考虑的Bernevig-Hughes-Zhang模型，描述了拓扑晶体绝缘体的扩展。我们明确表明，这种状态的表面性质可以作为强大的拓扑非平凡绝缘体，但只有当$S_z$ -组件的自旋是保守的。然而，在Rashba自旋轨道耦合的存在下，这种保护消失，表面状态本地化，即使平均而言，晶体对称性是完整的。
2015-06-18 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations in disordered 2D topological insulator wires: From quantum spin-Hall to ordinary quantum phases
杂质和缺陷在拓扑绝缘体（TI）中普遍存在，因此理解无序对电子输运的影响是重要的。我们用Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）哈密顿量和实际参数计算了无序二维TI线的随机电导涨落$P(G)$的分布。正如我们所展示的，无序驱动TI进入不同的区域：金属（M），量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）和普通绝缘体（OI）。通过改变无序强度和费米能，我们在整个相图上解析和数值计算$P(G)$。电导涨落遵循么正普适类$β=2$的统计规律。然而，在强无序和高能量下，涨落$δG$的大小达到正交对称类（$β=1$）的普适值。在QSHI-M和QSHI-OI交叉点，边缘态和体态之间的相互作用在电导的统计特性中起着关键作用。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
Living on the edge: Topology, electrostatics and disorder
我们解决了无质量和大量的拓扑边缘状态之间的两种材料具有不同的拓扑相位的界面处的共存。我们修改了著名的Bernevig-Hughes-Zhang模型，引入了一个光滑的函数来描述由于量子阱和真空之间的静电效应引起的能带反转和能带弯曲。在这个极小模型，我们确定不同的参数集，可以导致两种类型的边缘状态的共存，并确定它们的数量和特性。我们提出了几个实验装置，可以证明他们的存在，在二维拓扑系统，以及如何调节或调整的大规模边缘状态的贡献，相关的电子设备的电导。我们的研究结果表明，这种状态也可能存在于新的二维范德华拓扑材料。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hybridization of topological surface states with a flat band
我们解决拓扑表面态和非拓扑平坦体带之间的杂交问题。我们的模型，是一个三维Bernevig-Hughes-Zhang和二维pseudospin-1哈密顿量的混合物，允许明确的处理拓扑表面状态的演变，通过不断改变的反向带和一个额外的“寄生”在散装的平带之间的杂交。我们表明，与导带边缘下方的平带的杂交将初始的类狄拉克表面态转化为平带下方和上方的分支。我们的研究结果明确地表明，拓扑表面态的上支是由Dyakonov-Khaetskii表面态形成的，自20世纪80年代以来，已知的碲化汞。此外，我们还研究了狄拉克半金属的表面态的演化以及当平带穿过导带时费米弧的产生。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Antidot superlattices in two-dimensional topological insulators
RMIT University（皇家墨尔本理工大学）；Istituto Nanoscienze – CNR, NEST-SNS（意大利国家研究委员会纳米科学研究所-NEST-比萨大学）；Victoria University of Wellington（惠灵顿维多利亚大学）
该研究通过Bernevig-Hughes-Zhang模型等方法，探究了图案化圆形孔洞阵列的二维拓扑绝缘体的电子与拓扑性质，发现孔洞靠近时其拓扑特性会消失，且图案化可兼容现有光刻技术，具备未来电子应用潜力。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall
Screening properties and plasmons of Hg(Cd)Te quantum wells
在一定条件下，碲镉汞量子阱（QW）可以实现时间反转对称的二维拓扑绝缘体相。它的低能激发被现象学的Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型很好地描述，该模型介于薛定谔和狄拉克费米子物理之间。在本征极限和有限掺杂下，我们在无规相位近似下研究了该模型的极化函数。虽然Dirac和薛定谔粒子RPA中的偏振性质是两个广泛研究的问题，但我们对BHZ模型的分析弥合了这两个极限之间的差距，揭示了具有中间性质的系统。我们深入了解系统的屏蔽特性及其特征等离子体振荡。有趣的是，我们发现了两种不同的等离子体激元的存在下，带内和带间的激发。这些等离子体振子的可观察到的签名仔细分析在各种不同的参数制度，包括实验相关的汞（镉）碲量子阱。我们的结论是，发现的等离子体是可观察到的拉曼光谱或电子损失光谱。
2014-08-27 cond-mat.mes-hall
Engineering Miniband Topology via Band-Folding in Moiré Superlattice Materials
本文提出由莫尔超晶格势的能带折叠诱导能带反转，以工程化拓扑微带，并通过Rashba与BHZ模型构建相图及推广理论。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall
Proxy ensemble geometric phase and proxy index of time-reversal invariant topological insulators at finite temperatures
系综几何相位（EGP）已被提出作为有限温度系统的拓扑指示。系综威尔逊圈或传递矩阵包含EGP构造中的关键信息。我们提出了一个代理指数和代理EGP直接从传输矩阵，并将它们应用到时间反演不变的拓扑绝缘体的Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）和Kane-Mele（KM）模型的例子。量子化代理指数和代理EGP平滑地推广了基态拓扑指数到有限温度。对于BHZ模型，与另一个拓扑指标，乌尔曼相的比较，显示出不同的过渡行为与温度。对于KM模型，EGP已经被推广到时间反演EGP，但代理EGP不需要任何分裂的贡献。代理指数和代理EGP，从而提供了一个有效的手段来表征有限温度的拓扑性质。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Short Course on Topological Insulators: Band-structure topology and edge states in one and two dimensions
这门课程为基础的入门提供了一个简明的介绍，在一个和两个维度的新兴领域的拓扑带状绝缘体的一些核心主题的新领域。其目的是提供一个基本的理解，边缘状态，散装拓扑不变量，和散装边界对应尽可能简单的数学工具。我们使用非相互作用的拓扑绝缘体的晶格模型，逐步建立在这些到达从最简单的一维情况下（聚乙炔的苏-Schrieffer-Heeger模型）的二维时间反演不变的拓扑绝缘体（HgTe的Bernevig-Hughes-Zhang模型）。在每种情况下，模型首先介绍，然后讨论其属性，随后推广。读者的唯一先决条件是在量子力学的工作知识，相关的固态物理背景是作为这个独立的文本的一部分提供的，这是由章末问题补充。
2015-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
First-order quantum phase transition in three-dimensional topological band insulators
物质的拓扑状态的特征在于全局拓扑不变量，其在拓扑量子相变中改变其值。通常认为，只要系统的对称性保持不变，费米子的拓扑上不同的非相互作用带隙相位之间的转变必然伴随着带隙的关闭。我们表明，这样的量子相变是可能的，而不关闭的情况下的三维拓扑带绝缘体的间隙。我们证明了这一点，通过计算的自由能的极小模型的拓扑绝缘体，Bernevig-Hughes-Zhang模型，并表明，随着带曲率不断变化，带隙最小值对应的拓扑平凡和非平凡绝缘体之间的跳跃发生。因此，这种一阶相变是三维拓扑带绝缘体的一般特征。对于一定的参数范围内，我们预测的重入拓扑相变。我们讨论了我们的研究结果与最近的实验观察到的拓扑晶体绝缘体的拓扑相变在一个家庭的不连续。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall
An all electron topological insulator in InAs double wells
我们证明了具有面内调制周期势和阱间自旋轨道相互作用的普通III-V族半导体双阱中的电子是可调的拓扑绝缘体（TI）。这里的基本TI成分，即，带反转和开放的整体的光谱中的间隙出现，分别从（i）的双阱奇偶态分裂$Δ_{SAS}$连同超晶格势和（ii）带间Rashba自旋轨道耦合$η$的综合效果。我们证实了我们的精确对角化的分析近自由电子的描述，使我们能够得到一个有效的Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型的结果。有趣的是，门可调$Δ_{SAS}$驱动拓扑相变具有不连续的陈数在$Δ_{SAS}\sim 5.4$ meV。最后，我们明确地验证了散装边缘对应，考虑一个带配置，并确定不仅在非拓扑和拓扑阶段的散装带，但也边缘状态和他们的Dirac-like频谱的拓扑阶段。边缘的电子密度在衰减到体块中时表现出特殊的空间振荡。为了具体起见，我们提出了我们的结果与现实的参数InAs为基础的井。
2015-02-09 cond-mat.mes-hall
Interlayer Coupling Induced Topological Phase Transition to Higher Order
本文提出通过层间耦合两个具有相反自旋螺旋度的二维Z2拓扑绝缘体来构造二阶拓扑绝缘体角态，并在Kane-Mele模型、Bernevig-Hughes-Zhang模型及量子反常霍尔系统中验证其普适性，为低阶拓扑绝缘体向高阶转变提供了简单高效策略。
2024-05-18 cond-mat.mes-hall
Generic helical edge states due to Rashba spin-orbit coupling in a topological insulator
我们研究了由于Rashba自旋轨道相互作用而不具有轴向自旋对称性的二维拓扑绝缘体的螺旋边缘态。缺乏轴向自旋对称性可以导致所谓的通用螺旋边缘状态，其具有能量依赖的自旋取向。这开启了非弹性后向散射的可能性，从而非量子化的传输。在这里，我们发现解析的新的色散关系和能量依赖的自旋取向的一般螺旋边缘状态中存在的Rashba自旋轨道耦合内的Bernevig-Hughes-Zhang模型，为一个单一的孤立的边缘和有限宽度的带。在单边的情况下，我们分析量化的自旋取向，这原来是一个现实的碲化汞量子阱弱的能量依赖。然而，有限的尺寸效应结合Rashba自旋轨道耦合的结果在两个避免交叉的能量色散，其中的边缘状态的自旋取向变化是非常显着增加的现实参数。最后，我们的分析结果被发现比较好的数值紧束缚正则化的模型。
2016-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Blurring the boundaries between topological and non-topological phenomena in dots
我们研究了拓扑和平凡InAs $_{1-x}$ Bi $_x$量子点的电子和输运性质。通过考虑InAs $_{1-x}$ Bi $_x$价带内带隙的快速变化，预测了Bi合金量子阱在阱宽$d>6.9$ nm $(x = 0.15)$时成为$\sim 30$ meV带隙的二维拓扑绝缘体，并得到了相应的Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型的$\boldsymbol{k.p}$参数.我们解析地解决这个模型的圆柱约束通过修改贝塞尔函数。对于非拓扑点，我们发现“几何保护”离散螺旋边缘状状态，即，Kramers与自旋角动量锁定配对，与普通的InAs量子点形成鲜明对比。对于具有四个边缘态的导电窗口，我们发现对于拓扑和平凡量子点，两端电导${\cal G}$与量子点半径$R$和控制其能级的门$V_g$的关系在$2e^2/h$处呈现双峰.与此相反，当体和边缘状态Kramers对共存，并退化，一个单峰共振出现。我们的研究结果模糊了拓扑和非拓扑现象之间的边界电导测量在小系统，如量子点。基于Bi的BHZ量子点也应该被证明是边缘自旋量子位的重要宿主。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall
Emergent topological phases and coexistence of gapless and spectral-localized Floquet quantum spin Hall states via electron-phonon interaction
本研究探究受周期驱动的BHZ量子自旋霍尔绝缘体中电子-声子相互作用的作用，发现其可诱导涌现FQSH相及无隙体相与拓扑局域模共存的现象，采用谱局域化器与实空间陈标记表征该拓扑相，结果可在光学装置中验证。
2025-04-23 cond-mat.mes-hall
Hyperfine interactions in two-dimensional HgTe topological insulators
我们研究了HgTe量子阱中核自旋与电子之间的超精细相互作用，这是实验上实现二维拓扑绝缘体的最好例子。从电子的角度来看，超精细相互作用是时间反演对称性破缺的一个自然存在的内部来源。碲化汞量子阱采用Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型描述。BHZ模型的基态是类S和类P对称态的组合，这意味着三种超精细相互作用起作用：（i）费米接触相互作用，（ii）偶极-偶极耦合和（iii）电子轨道-核自旋耦合。我们提供的基准结果的形式和幅度内的BHZ模型，这给出了一个很好的起点，用于评估超精细相互作用在任何碲化汞纳米结构的这些超精细相互作用。我们将我们的结果应用到HgTe二维拓扑绝缘体的螺旋边缘状态，并显示它们的总超精细相互作用如何变得各向异性，并依赖于平面内的样品边缘的取向。此外，对于螺旋边态，由于类P态的超精细相互作用在某些情况下可以支配的类S的贡献。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering non-Hermitian Second Order Topological Insulator in Quasicrystals
提出一种在二维准晶格上的非厄米二阶拓扑绝缘体，通过BHZ模型扩展与Wilson质量项实现角态，并发现纯实谱及角态局域于指定角的新奇特性。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall
Kardar-Parisi-Zhang universality in discrete two-dimensional driven-dissipative exciton polariton condensates
量子多体系统涨落的统计高度揭示了它们的本质。在具有宏观量子相干性的受激耗散系统中，由于激子在非相干泵浦下的凝聚，其相位动力学可以映射为随机Kardar-Parisi-Zhang（KPZ）方程.然而，在二维（2D），理论上认为，KPZ制度可能会受到阻碍的旋涡的存在，和非平衡BKT行为接近冷凝阈值的报道。我们在这里证明，当一个离散的二维极化激元系统被认为是，普遍的KPZ属性可以出现。我们支持我们的分析，广泛的离散随机广义Gross-Pitaevskii方程的数值模拟。我们发现凝聚体的一阶关联函数在空间和时间上表现出拉伸的指数行为，其临界指数具有二维KPZ普适类的特征，并且发现相关的标度函数精确地匹配KPZ理论的标度函数，源于泛函重整化群。我们还得到的相位波动的分布，并发现它是非高斯的，正如预期的KPZ随机过程。
2023-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Parsing skin effect in a non-Hermitian spinless BHZ-like model
本研究针对一维无自旋类BHZ模型，发现非互易跳跃系统的非厄米趋肤效应存在例外情况，分析了不同非互易条件下的趋肤效应表现及拓扑相变，并区分PT对称与非PT对称情形展开讨论。
2024-05-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Multiple chiral Majorana states in proximitized magnetic topological insulator heterostructures
Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；Condensed Matter Physics Center (IFIMAC), Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学凝聚态物理中心（IFIMAC））；Instituto de Estructura de la Materia IEM-CSIC（CSIC物质结构研究所）；Instituto Nicolás Cabrera, Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学尼古拉斯·卡布雷拉研究所）
该研究在三维扩展Bernevig-Hughes-Zhang框架下，证实磁性掺杂拓扑异质结构可产生多重手性马约拉纳模式，推导了相关解析判据，为拓扑量子计算提供了有前景的平台。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon control of obstructed and quantum spin Hall topology in an altermagnet
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Bilkent University（比尔肯特大学）
理论证明在d波交替磁体中，电子-声子耦合可调控受阻原子绝缘相与量子自旋霍尔拓扑相，实现拓扑相的可控切换，为声子调谐自旋电子学提供新途径。
2026-10-06 cond-mat.mes-hall
Higher angular momentum band inversions in two dimensions
我们研究了一类特殊的二维拓扑相变，它由相对角动量大于1的带的反转描述。这种带反转受旋转对称性的保护，将平凡绝缘体与具有更高陈氏数的陈氏绝缘相分离，从而推广了狄拉克费米子描述的量子霍尔跃迁。更高的角动量带反转是特别感兴趣的，因为在过渡时的非零态密度可以引起有趣的多体效应。在这里，我们介绍了一系列的最小晶格模型，实现更高的角动量带反演。然后，我们考虑相互作用的影响，专注于电子空穴激子凝聚，打破旋转对称性的可能性。对激子绝缘体平均场论的分析进一步揭示了具有较高陈数的陈绝缘相的基态具有多分量整数量子霍尔态的结构。最后，我们推广的概念，更高的角动量带反演类时间反演不变的系统，以下的计划Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）。这种能带反转可以被看作是向受旋转和反转对称性保护的拓扑绝缘体的转变，并且为实现相关拓扑相（诸如分数拓扑绝缘体）提供了有希望的场所。
2018-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Exact solutions for topological surface states of three-dimensional lattice models
Tampere University（坦佩雷大学）；University of Helsinki（赫尔辛基大学）；Aalto University（阿尔托大学）
本研究提出广义转移矩阵方法，推导三维Bernevig-Hughes-Zhang模型等两类拓扑模型的表面态精确解，其结果与数值对角化结果一致，可替代完全数值方法研究拓扑系统的表面物理。
2026-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Supercell Wannier Functions and Emergent Kondo Lattices in Topological Bands
本文提出在分数填充的拓扑能带中，强相互作用可通过破坏平移对称性的超晶胞 Wannier 基实现演生 Kondo 晶格，并稳定一类与分数量子 Chern 绝缘态竞争的新型拓扑 Mott 绝缘态。
2024-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Many-body effects on the $ρ_{xx}$ ringlike structures in two-subband wells
二维电子气的纵向电阻率$ρ_{xx}$的阱中形成的两个子带显示环状结构时，绘制在密度-磁场图，由于交叉的自旋分裂朗道能级（LLS）从不同的子带。利用自旋密度泛函理论和线性响应，我们研究了这些结构的形状和自旋极化作为温度和磁场倾斜角的函数。我们发现（i）由于量子霍尔铁磁相变，一些环在足够低的温度下“断裂”，从而在内部表现出高度的自旋极化（$\sim 50 $ %），与Zhang \textit{et al.} [Phys.Rev.Lett. { \bf 98}，246802（2007）]，和（ii）对于增加倾斜角，由于LL间耦合和交换相关（XC）效应引起的反交叉之间的相互作用导致环在某个临界角$θ_c$处的坍塌，与Guo \textit{et al.}的数据[Phys. Rev. B { \bf 78}，233305（2008）]一致。
2010-03-09 cond-mat.mes-hall
