Topological origin of quantized transport in non-Hermitian Floquet chains
我们表明，非厄米性使拓扑相位与单向运输一维Floquet链。这些相位的拓扑特征是Floquet传播子的频谱中的不可收缩的环路，其由虚间隙分开。这样的循环只发生在非厄米特Floquet系统。我们定义相应的拓扑不变量作为Floquet传播子相对于虚间隙的缠绕数。为了将拓扑与运输联系起来，我们引入了非厄米特链的正则化动力学的概念。我们建立，在正则化动力学的条件下，运输是量子化的，只要在一个周期内转移的电荷等于拓扑缠绕数。我们说明了这些理论研究结果的一个Floquet链，具有拓扑相变，并作为一个电荷泵在非平凡的拓扑阶段的例子。最后，我们将讨论这些发现是否证明非厄米Floquet链支持拓扑运输的概念。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal Entanglement Revival of Topological Origin
本文研究耗散SSH模型中纠缠复兴现象，发现其源于拓扑相且具普适性，并可通过光子量子计算机实验验证。
2025-09-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Origin of Non-Hermitian Skin Effects
非厄米特系统的一个独特特征是趋肤效应，即对边界条件的极端敏感性。在这里，我们揭示了集肤效应起源于内在的非厄米拓扑。这种拓扑起源不仅解释了已知趋肤效应的普遍特征，而且还导致了新的趋肤效应类型-保序趋肤效应。特别是，我们发现的$\mathbb{Z}_{2}$皮肤效应的时间反演对称性的保护。在拓扑分类的基础上，我们还讨论了任意维中可能存在的其它趋肤效应。我们的工作为非厄米系统的体边界对应和趋肤效应提供了统一的认识。
2020-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Topological characterization of classical waves: the topological origin of magnetostatic surface spin waves
我们提出了一个描述经典波的哈密顿算子的拓扑特征。将其应用于自旋电子学应用中重要的静磁表面自旋波，解决了对它们拓扑起源的推测。对于一类经典系统，包括自旋波驱动的偶极-偶极相互作用，我们表明，拓扑结构的特点是在布里渊区的涡线在这样一种方式，哈密顿力学的辛结构起着至关重要的作用。我们定义这些涡线周围的缠绕数，并确定它们是一类半金属的体积拓扑不变量。利用这些经典波适当重新制定的散装边缘对应，我们预测，表面模式出现，但不是在散装频谱的差距。这一特点，与静磁表面自旋波一致，表明了一个更广泛的领域的拓扑相位的物质超越光谱间隙的。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall
Topological materials or structures: Origin of higher-order topological states
高阶拓扑态（HOTS）在经典波系统中得到了广泛的研究。它们不存在于无限大材料的带隙中，而当无限大材料被截断为有限结构时，它们表现为带隙内局域模。在这里，我们将通过实验揭示声学系统中HOTS的起源。我们设计了完全由铰链和拐角谐振器组成的中空声学结构。我们提出的实验证明，尽管缺乏表面和散装，空心声学结构仍然可以支持拓扑保护的铰链和角的状态，表明本地配置的边界是HOTS的产生源。然后将二维和三维拓扑中空声学结构组装成复合结构，并在实验中观察了其中的稳健HOTS。我们的研究结果提供了一个基本的观点HOTS在周期性结构，我们预计，这些研究结果将铺平道路，设计新的拓扑设备的能量回收，信息处理，无损检测和声传感。
2023-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of the giant spin Hall effect in BiSb topological insulator
室温下的巨自旋霍尔效应（SHE）是拓扑绝缘体（TI）在纳米自旋器件中最引人注目的特性之一。然而，它的起源仍然是一个有争议的问题。在这里，我们确定的起源，在BiSb薄膜的巨大SHE通过测量自旋霍尔角$θ_{SH}$下的可控贡献的表面和体导电。我们发现Bi $_{0.6}$ Sb $_{0.4}$ Ti薄膜的$θ_{SH}$具有巨大的值（在8 K时为450 - 530，在300 K时为38），并且几乎由拓扑表面态的贡献控制。同时，在没有拓扑表面态的Bi $_{0.2}$ Sb $_{0.8}$半金属薄膜中的$θ_{SH}$急剧减少。我们的研究结果为分析TI薄膜中巨SHE的起源提供了一个定量的工具，同时也为利用TI的表面态设计高性能纳米自旋器件中的自旋电流源提供了一种策略。
2018-11-07 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Origin of Detachable Boundary States in Topological Insulators
本文揭示拓扑绝缘体中可分离边界态与非厄米拓扑的对应关系，区分内禀与外禀非厄米拓扑的作用，并借助K-理论完成Wannier可局域性和可分离边界态的十重分类。
2025-08-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological Matter and Fractional Entangled Quantum Geometry through Light
本文提出量子拓扑测量理论，通过经典电动力学与光-物质耦合研究拓扑晶体的几何与拓扑性质，解析了边缘模式与霍尔效应，并揭示了动量空间相互作用导致的分数纠缠几何及与Majorana费米子的联系。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Probing helicity and the topological origins of helicity via non-local Hanbury-Brown and Twiss correlations
量子霍尔边模是手征的，而量子自旋霍尔边模是螺旋的。然而，与常出现在拓扑系统中的手征边缘模不同，准螺旋边缘模也可能出现在平凡绝缘体中。这些平凡的准螺旋边缘模式没有拓扑保护，因此需要从螺旋边缘模式由于拓扑原因而产生的区别。早期的电导测量被用来确定这些螺旋状态，在这项工作中，我们报告的优势，使用非本地的散粒噪声作为探针的螺旋性质，这些国家也作为其拓扑或其他起源，并比较它们与手性量子霍尔态。我们看到，在类似的设置由相同程度的无序和非弹性散射的影响，非本地散粒噪声“HBT”相关可以是积极的螺旋边缘模式，但总是为负的手征量子霍尔边缘模式。此外，虽然平凡的准螺旋边缘模式表现出负的非局部“HBT”电荷相关性，拓扑螺旋边缘模式可以表现出正的非局部“HBT”电荷相关性。我们还研究了非局部自旋相关性和Fano因子的线索，关于手征性/螺旋性之间的区别，以及螺旋边缘模式的拓扑/平凡二分法。
2017-06-20 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Spacetime as a topological insulator: Mechanism for the origin of the fermion generations
我们提出了一种机制，使三代夸克和轻子对应于五维理论中的表面模式。这些模式产生于额外维度中的非线性费米子色散关系，与拓扑绝缘体中的费米子表面模式或畴壁费米子的晶格实现方式非常相似。我们还表明，拓扑性质可以坚持在一个解构版本的模型在四个维度。
2012-04-13 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Physical Origin of Current Partition at a Topological Trifurcation
在门控双层石墨烯中，拓扑零线模式（ZLM）沿着具有相反谷霍尔拓扑的分离区域的线出现。尽管由于极其具有挑战性的技术，在实验上难以设计电栅极以实现ZLM，但扭曲双层石墨烯提供了在均匀电场存在下产生ZLM的天然平台。在这封信中，我们开发了一套波包动力学，它可以用来表征各种无隙边缘模式，并可以定量再现拓扑交叉点的电子输运性质。令我们惊讶的是，在拓扑三分叉交叉自然出现的最小扭曲双层石墨烯中，我们表明违反直觉的电流分区（即，直接输运传播）起源于微观机制“旁路跳跃”。该方法可用于理解各种拓扑态电子输运特性的微观图像。
2021-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin of topologically trivial states and topological phase transitions in low-buckled plumbene
结合紧束缚（TB）模型和第一性原理计算，我们研究了铅烯的电子和拓扑性质。与IVA族中的其他二维拓扑非平凡绝缘体（从石墨烯到锡烯）不同，低屈曲铅烯是一种拓扑平凡绝缘体。没有自旋轨道耦合的铅烯同时表现出两种简并性，二次非Dirac和线性Dirac带色散分别在Γ和K/K'点附近。TB模型的计算表明，正是在Γ点和K/K'点附近两个拓扑态之间的耦合触发了铅烯的全局拓扑平凡性质.然而，在引入交换场之后，可以实现陈数为2或-2的量子反常霍尔效应。当铅烯被乙炔基（PbC 2 H）官能化时，由于局域拓扑态的耦合效应被破坏，出现了量子自旋霍尔效应。
2018-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological origin of edge states in two-dimensional inversion-symmetric insulators and semimetals
对称性在识别和表征物质的拓扑状态中起着至关重要的作用。在这里，我们分类拓扑二维（2D）绝缘体和半金属消失的自旋轨道耦合使用时间反演（$\mathcal{T}$）和反转（$\mathcal{I}$）对称性。这使我们能够将$\mathcal{I}$和$\mathcal{T}$对称2D绝缘体中的边缘态的存在联系起来，根据Altland-Zirnbauer表，这些边缘态在拓扑上是平凡的，而$\mathbb{Z}_2$是$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量。该不变量与Zak相位的量化直接相关。它还预测了一般存在的边缘状态的狄拉克半金属，在手征对称性的情况下。然后，我们将我们的研究结果应用到双层黑磷，并显示发生栅极诱导的拓扑相变，其中的$\mathbb{Z}_2$不变的变化。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall
Common topological origin of longitudinal and transverse magnetoresistance in Fe3GeTe2
本研究揭示Fe3GeTe2中平面霍尔信号的拓扑尖点异常与正纵向磁阻在居里点以下共存且相关，磁场偏离ab平面时相关性指数衰减，导致极角依赖异常尖锐，表明二者具有共同拓扑起源。
2025-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge states of mechanical diamond and its topological origin
本文对金刚石晶格上弹簧-质量模型的经典力学-机械金刚石进行了拓扑讨论。它的频率色散在受手征对称性保护的三维布里渊区（BZ）中具有固有的节结结构。线节点的拓扑变化证明与修改的张力。投影到二维BZ中的线节点形成回路，其特征在于由0和$π$量化的Zak相位。与边界，边缘状态进行了讨论的Zak相位和绕组数量。它建立了机械金刚石的体积-边缘对应关系。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall
Origin of Robust $\mathbb{Z}_2$ Topological Phases in Stacked Hermitian Systems: Non-Hermitian Level Repulsion
Hokkaido University（北海道大学）；The University of Tokyo（东京大学）
研究揭示了在堆叠赫米特系统中，鲁棒Z₂拓扑相源于非赫米特系统的能级排斥，通过一维类DIII超导体和对应的非赫米特类AII†系统验证。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Towards the understanding of the origin of charge-current-induced spin voltage signals in the topological insulator Bi$_2$Se$_3$
拓扑绝缘体提供了一个新的平台，自旋电子学，由于自旋纹理的表面状态，拓扑鲁棒的弹性背散射。在这里，我们报告的调查所测得的电压从努力电探针自旋动量锁定在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$使用铁磁接触。在反转铁磁接触的磁化时，我们发现测量电压的反转。考虑到磁化相对于电流的方向，对该电压的偏置和温度依赖性进行了广泛的分析。我们的研究结果表明，所测量的电压可以出现由于边缘场引起的霍尔电压，不同于电流引起的表面态载流子的自旋极化，最近报道。理解测量电压的非平凡起源对于实现具有拓扑绝缘体的自旋电子器件是重要的。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Origin of the Electron-Phonon Interaction of Topological Semimetal Surfaces Measured with Helium Atom Scattering
He原子散射已被证明是金属和金属覆盖层表面的电子-声子相互作用参数$λ$的灵敏探针。本文表明，将$λ$与原子散射谱的热衰减（Debye-Waller因子）联系起来的理论，可以应用于拓扑半金属表面，如准一维电荷密度波系统Bi（114）和层状磷属元素硫属化物。
2020-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Non-Hermitian skin effect of dislocations and its topological origin
我们证明了二维非厄米系统中的位错可以通过大量的态的局域化引起密度的积累或耗尽。这些效应通过原型晶格模型中的数值模拟来显示，并通过将其与边界的需要分离来暴露非厄米趋肤效应的不同面。我们确定了一个拓扑不变的位错趋肤效应，它采取的形式是一个${\mathbb Z}_2$的霍普夫指数，取决于伯格斯矢量表征的位错。值得注意的是，我们发现，这种效果及其相应的签名厄米特系统中的缺陷落在已知的拓扑分类的基础上批量缺陷对应。
2021-12-15 cond-mat.mes-hall
Origin and localization of topological band gaps in gyroscopic metamaterials
相互作用的陀螺仪网络已被证明是理解和利用有限频率拓扑激励的通用结构。自旋组件引起带隙和拓扑保护波传输沿系统的边界，无论陀螺仪被安排在一个晶格或在一个无定形的配置。在这里，我们研究的不相关的周期性秩序产生拓扑间隙。从我们的模型超材料的辛动力学出发，我们提出了一个通用的方法来预测是否存在间隙，并近似陈数仅使用网络的局部特征，绕过昂贵的对角化系统的动态矩阵。然后，我们研究了强无序如何与陀螺超材料中的能带拓扑相互作用，并发现非晶陀螺陈氏绝缘体表现出类似的临界行为的周期性晶格。我们的实验和模拟还揭示了一个拓扑安德森绝缘过渡，其中无序驱动一个平凡的阶段到拓扑之一。
2020-12-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Microscopic origin of scalar potential induced topological transition in massive Dirac fermions and scalar Hall effect
该研究揭示了标量势通过克莱因隧穿诱导大质量狄拉克费米子发生拓扑转变，产生标量霍尔效应，可直接调控陈数及边缘态。
2024-09-05 cond-mat.mes-hall
Evidence for topological origin of large spin-shift current in antiferromagnetic Ti$_{4}$C$_{3}$
本文研究反铁磁单层 Ti$_4$C$_3$，揭示其磁有序破坏反演对称后各自旋扇区存在受扰 RTP，并论证巨大自旋分辨位移电流的拓扑起源。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological origin of non-Hermitian skin effect in higher dimensions and uniform spectra
本文从点隙视角提出均匀谱理论，揭示任意维度和晶格几何下非厄米趋肤效应的共同拓扑起源，并建立不同形状间趋肤模的联系。
2025-01-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological Origin of Zero-Energy Edge States in Particle-Hole Symmetric Systems
讨论了一类粒子-空穴对称哈密顿量的零能边缘态存在性的判据。一个"环“在一个参数空间中被分配给每个一维体哈密顿量，其拓扑性质，结合手征对称性，发挥了重要作用。它提供了一个统一的框架来讨论零能量边缘模式的几个系统，如完全带隙超导体，二维d波超导体，和石墨带。还讨论了由边缘的存在引起的Peierls不稳定性的变体。
2002-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The Origin of Aromaticity: Aromatic Compounds as Intrinsic Topological Superconductors with Majorana Fermion
拓扑超导体是随着人们对凝聚态物质拓扑性质的认识而发现的。这些国家有一个完整的配对在散装和无间隙的反向传播马约拉纳国家的边界。一对马约拉纳零模式与每个涡。这一认识对超导理论和随后的实验产生了重大影响，但它与有机化合物的关系并没有被密切观察到。在这里，我们分析了各种多环芳烃（PAH），包括苯的拓扑状态，并揭示了它们是拓扑超导体。我们通过半经典方法分析了苯和其他多环芳烃的动量矢量，以确认它们的非平凡状态。其独特的性质可能来源于多环芳烃分子中Kramers双峰的奇数。描述芳香性的Hückel规则可以用拓扑学的观点重新解释。这表明，（4n+2）规则可以分为两对（2n+1）电子，即电子和空穴的自旋向上和向下。因此，它总是形成一个奇数克拉默斯的双峰。此外，Hückel规则中的n可以解释为全局次近邻（NNN）跳跃中的缠绕数。这项工作将重新建立迄今为止已知的芳香性的定义，并将芳香化合物作为拓扑超导体的使用扩展到量子计算机。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.str-el
Non-topological Origin of the Planar Hall Effect in Type-II Dirac Semimetal NiTe2
Dirac和Weyl半金属是新发现的拓扑非平凡材料，在Dirac/Weyl点附近具有线性带色散。当施加非正交的电流和磁场时，会出现一种称为手征异常的奇异现象，并且可以检测到负纵向电阻。最近，一种新的现象--平面霍尔效应（PHE）被认为是在许多拓扑半金属中观察到的手征反常的另一种表征。然而，PHE是否仅仅是由手征反常引起的仍然是一个问题。在这里，我们证明了PHE在一个新发现的II型狄拉克半金属NiTe 2的低温输运。然而，经过详细的分析，我们得出结论，PHE的结果从平凡的轨道磁阻。这一工作揭示了PHE不是手性反常的充分条件，在这类研究中需要特别注意其他非拓扑贡献。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Origin and evolution of surface spin current in topological insulators
拓扑绝缘体的狄拉克表面态由于自旋动量锁定而提供了产生自旋极化电荷流的独特可能性。在这里，我们证明了控制的体积和表面的贡献是至关重要的，以最大限度地提高电荷到自旋的转换效率。我们观察到的自旋信号的增强，由于表面占主导地位的自旋极化，而冻结了半导体Bi 1.5Sb 0.5Te 1.7Se 1.3低于100 K的体电导率。详细的测量到室温表现出强烈的降低的磁阻信号之间的2和100 K，我们归因于体载流子的热激发和表面态的电子-声子耦合。这种效应在室温下的存在和主导地位对于自旋电子科学和技术是有希望的。
2018-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
