Interaction-driven topological and nematic phases on the Lieb lattice
我们发现,在具有二次带交叉点(BCP)的二维半金属中,电子-电子相互作用往往会产生拓扑态。为了说明这一点,我们构建了一个具体的模型与BCP上的扩展Lieb格和调查的相互作用驱动的拓扑不稳定性。我们发现,BCP是轻微的不稳定对无穷小排斥。根据相互作用的强度,拓扑量子异常/自旋霍尔,电荷的电荷,和向列型自旋-自旋-自旋相位,分别开发。二次BCP的可能的物理实现。
2015-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Simulating Quantum Spin Hall Effect in Topological Lieb Lattice of Linear Circuit
受Jia.提出并实验验证的拓扑绝缘体电路的启发,等人\cite{1}的方法,在射频电路中实现了拓扑Lieb格,一种具有丰富拓扑性质的线心正方形格。我们通过特定的电容-电感网络来打开拓扑非平凡带隙,类似于在紧束缚模型中加入内禀自旋轨道耦合项。最后,我们讨论了点间跳变的$ϕ=π/2$相变扩展到任意值,并研究了能带结构随电容变化的拓扑相变,从而为利用该框架设计可调晶格奠定了基础.
2018-04-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡,在该晶格中构造了二聚螺旋波导,通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成,从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下,平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联,并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是,拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力,以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Lieb polariton topological insulators
我们预测,在支撑激子-极化激元准粒子的半导体微腔中,由于TE-TM能量分裂引起的自旋-轨道耦合和塞曼效应的相互作用,当微腔顶镜被图案化形成截断位错Lieb圆柱晶格时,会出现单向线性拓扑边缘态.周期性的非线性边缘状态出现的线性。它们强烈地局部化在整个界面上,并且与六方晶格中的对应物相比,它们非常坚固。这种鲁棒性使得沿晶格边缘稳定移动的嵌套单向暗孤子的存在成为可能。
2018-02-04 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Topological Phases for Fermionic Cold Atoms on the Lieb Lattice
本文研究了Lieb格点,即面心正方形格点在外部规范场作用下的性质。我们证明了阿贝尔规范场导致一种特殊的量子霍尔效应,这是单狄拉克锥和表征能谱的平带的结果。然后,我们探讨了一个内在的自旋轨道项的影响-一个非阿贝尔规范场-并证明了量子自旋霍尔效应在这个模型中的发生。此外,我们还得到了低能下描述Lieb格点的相对论性哈密顿量,并导出了外阿贝尔和非阿贝尔规范场存在下的朗道能级。最后,我们描述了实现这些规范场的具体方案与冷费米子原子被困在光学Lieb晶格。特别是,我们提供了一个非常有效的方法来再现本征(凯恩-梅勒)的自旋轨道项与辅助隧穿计划。因此,我们的模型可以实现,以产生各种拓扑状态的冷原子。
2011-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Two-dimensional anisotropic non-Hermitian Lieb lattice
我们研究了一个各向异性的二维非厄米Lieb晶格,其中交错的增益和损失分别存在于水平和垂直方向。胞内非互易耦合产生封闭在Lieb晶格的单位胞中的磁通量,并产生非平凡的拓扑结构。在水平和垂直方向上分别存在着活跃的和耗散的拓扑边缘态。二维非厄米Lieb晶格也支持被动拓扑角态。在适当的磁通量下,随着非厄米性的增加,非厄米性可以使角状态从一个角改变到对角。Lieb晶格的无带隙相位的特征在于布里渊区中的例外点的不同配置。各向异性非厄米Lieb晶格的拓扑结构可以在光波导晶格、光子晶体和电子电路等实验平台上得到验证。
2021-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impact of strong correlations on a band topological insulator on the Lieb lattice
Lieb晶格具有三个带,并且具有固有的自旋轨道耦合$λ$,支持拓扑非平凡带绝缘相。在半填充时,下带完全填充,而上带为空。化学势位于位于光谱中间的平带(FB)中,从而稳定了平带绝缘体。在本次灌装中,我们在所有研究中心引入现场Hubbard相互作用$U$。在一个从转子平均场论,我们表明,尽管在FB上的相互作用的奇异效应,三个频带保持稳定到一个相当大的临界相关强度($U_{crit}$),创建一个相关的平带绝缘体。在$U_{crit}$之外,存在到莫特绝缘状态的突然转变,其中FB由于光谱权重从FB到上频带和下频带的完全转移而被破坏。我们发现,所有的相关驱动的绝缘相主机边缘模式与线性色散带随着FB通过狄拉克点,表现出的拓扑性质的散装能带结构保持完整的存在下,强相关。此外,在限制的情况下,$U$仅在一个子晶格上引入$λ=0$,我们表明,Lieb晶格可以支持混合边缘模式包含贡献从自旋和电子,在拓扑莫特绝缘体中产生的纯自旋边缘模式。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-biased quantum spin Hall effect in altermagnetic Lieb lattice
Soochow University(苏州大学);Ningbo University(宁波大学);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校)
研究通过Hubbard模型探讨交替磁性态在李布晶格中的表现,发现强自旋轨道耦合诱导出新的自旋偏置量子自旋霍尔效应,具有独特的边缘态特性。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-dimensional Chern semimetals on the Lieb lattice
在这项工作中,我们提出了一个新的和简单的模型,支持陈省身半金属。这些新的无间隙拓扑相位与陈氏绝缘体共享几个属性,例如与每个带相关联的定义明确的陈氏数,拓扑保护的边缘状态和当带彼此接触时发生的拓扑相变,在接触点周围具有线性分散。紧束缚模型,定义在Lieb晶格与三个不同种类的无自旋费米子之间的单位细胞和合适的最近邻跳跃项,支持一个单一的Dirac-like点。该点附近的色散关系是完全相对论性的,相应的有效哈密顿量中的$3\times3$矩阵满足Duffin-Kemmer-Petiau代数.利用纠缠谱证明了拓扑保护边缘态的鲁棒性。此外,我们还证明了最低带的陈数对于弱无序是鲁棒的。由于其简单性,我们的模型可以自然地实现在真实的物理系统,如冷原子在光晶格。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall hep-th
Exceptional points make an astroid in non-Hermitian Lieb lattice: evolution and topological protection
当引入非厄米性时,在具有最近邻跳变的Lieb晶格的布里渊区(BZ)中,从三重简并点产生一个由四个尖点组成的星形环. EP环的出现是由于判别式的真实性,这是由非埃尔米特手征对称性保证的。四个峰点处的EP涉及三个本征态的合并,这是非厄米手征对称性和镜像T对称性的综合结果。EP环在无限小非厄米性的极限下是一条星状线。EP环从$M$点随着非厄米性的增加而扩展,并在临界非厄米性处分裂成两个EP环。非厄米性的进一步增加使两个EP环向BZ中的$X$和$Y$点收缩并最终收缩为两个EP,伴随着Dirac-like锥的出现。这两个EP在较大的非厄米性处消失。EP环消失,几个离散的EP被发现生存时,最近的跳跃被引入打破非厄米手征对称性。一个拓扑不变量称为判别数是用来描述他们对扰动的鲁棒性。离散的EP和EP环上的EP都表现出各向异性的渐近行为。最后讨论了利用耦合波导阵列实现Lieb晶格的实验。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Experimental realization and characterization of an electronic Lieb lattice
几何形状,无论是在原子还是纳米尺度上,都是材料电子能带结构的关键因素。一些特定的几何形状产生了新的和潜在有用的电子带。例如,蜂窝晶格导致狄拉克型带,其中载流子表现为无质量粒子。理论预测引发了对新的2D几何结构的探索,如graphynes,Kagomé和Lieb晶格。后者是钙钛矿所表现出的3D晶格的2D类似物;它是方形耗尽晶格,其特征在于具有由拓扑平坦带包围的狄拉克锥的能带结构。尽管已经证明了光子和冷原子Lieb晶格,但在现有材料中难以实现2D中的电子等效。在这里,我们报告了一个电子Lieb晶格所形成的表面态电子的Cu(111)被限制在一个阵列的CO分子定位的扫描隧道显微镜(STM)。使用扫描隧道显微镜,光谱和波函数映射,我们确认预测的特征电子结构的Lieb晶格。实验结果证实了松饼罐和紧束缚计算。在更高的能量下,观察到二阶电子图案,其相当于超Lieb晶格。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Disordered topological metals
当存在无序时,拓扑行为可以被掩盖。拓扑绝缘体,无论是本征的还是相互作用诱导的,当充分无序时可以变成无带隙的。然而,一旦拓扑间隙关闭,出现的金属相保留了几个拓扑特征。通过考虑拓扑绝缘体的自洽无序平均格林函数,导出了无间隙的条件。我们发现,边缘状态生存在无隙相边缘共振,类似于掺杂的拓扑绝缘体,无序拓扑金属也有一个有限的,但非量子化的拓扑指数。然后我们考虑无序Mott拓扑绝缘体。我们表明,在平均场论,无序莫特拓扑绝缘体承认一个阶段,其中的破缺序参量保持非零,但间隙是封闭的,在完全类似于“无间隙超导”由于磁无序。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
Fermionic Lieb-Schultz-Mattis Theorems and Weak Symmetry-Protected Phases
Lieb-Schultz-Mattis(LSM)定理及其由Oshikawa和Hastings的高维推广证明了自旋- $1/2$的自旋不变晶格模型不可能具有既保持自旋对称性又保持平移对称性的非简并基态。最近,它表明,LSM定理可以解释在某些弱保序拓扑(SPT)阶段的体边界对应。在这项工作中,我们讨论了二维费米子系统的LSM型定理,其中没有玻色子类似物。他们遵循从一个一般的分类弱SPT阶段的费米子在三维空间。我们进一步推导出在这样的系统中可能的间隙的拓扑相位的限制。特别是,我们表明,晶格平移必须置换任意子,从而导致“强制”非阿贝尔位错,或“genons”。我们还讨论了费米子的其他弱SPT相的表面态。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat bands and nontrivial topological properties in an extended Lieb lattice
我们报告的外观,多个数量的完全平坦的带状态在一个扩展的Lieb晶格模型在两个维度与五个原子的网站,每个单元格。我们还表明,这种边缘中心的正方形晶格可以主机有趣的拓扑非平凡的阶段时,引入内在的自旋轨道(ISO)耦合的微观描述相应的紧束缚哈密顿系统。这个ISO耦合强度就像这个模型的一个复杂的次近邻跳跃项,原则上可以在现实生活中的实验设置中进行调整。在存在这种ISO耦合的情况下,系统的能带谱会出现缺口,导致不同能带的自旋陈氏数为非零整数值,表明系统的非平凡拓扑性质。此外,我们表明,对于某些值的ISO耦合,近平带与非零陈数出现在这个晶格模型。这开辟了实现有趣的分数量子自旋霍尔物理在这个模型中的相互作用时,考虑到的可能性。这一研究结果对类似的光晶格实验装置具有重要意义。我们的研究结果也可能应用于使用单模光子波导网络的光子学领域。
2019-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Long-Range Free Fermions: Lieb-Robinson Bound, Clustering Properties, and Topological Phases
我们认为自由费米子生活在任意尺寸的晶格,跳跃振幅遵循幂律衰减的距离。我们关注的是这种功率大于空间维度的情况(即,其中单粒子能量保证是有界的),为此我们提供了一系列关于它们的平衡和非平衡性质的基本约束。首先,我们推导出一个Lieb-Robinson界限,这是最佳的空间尾部。这个界限,然后意味着一个集群属性与基本上相同的格林函数的幂律,只要它的变量位于能量谱之外。基态关联函数被广泛认为(但在这一领域尚未得到证实)的聚类特性是其他推论中的一个推论。最后,我们讨论了这些结果对长程自由费米子系统的拓扑相位的影响:它们证明了哈密顿量和基于状态的定义之间的等价性,并将短程相位分类扩展到衰变功率大于空间维度的系统。此外,我们认为,所有的短程拓扑相是统一的,只要这个权力是允许的更小。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech math-ph
Topological classification for chiral symmetry with non-equal sublattices
本研究提出了非等子格手性对称性的拓扑分类理论,识别Stiefel流形为分类空间,并应用于莫尔系统及Lieb、骰子晶格模型。
2024-05-25 cond-mat.mes-hall
Bosonic Bott Index and Disorder-Induced Topological Transitions of Magnons
我们调查的各种拓扑磁振子相位变形蜂窝铁磁体上的无序的作用。为此,我们引入玻色子Bott指数来描述有限无序系统中磁振子谱的拓扑结构。Bott指数和陈数之间的一致性是在干净的极限数值建立。我们证明了拓扑保护的磁振子边缘状态是稳健的适度的混乱,正如预期的那样,本地化的强制度。我们预测了一个无序驱动的拓扑相变,在电子系统中的“拓扑安德森绝缘体”的磁振子模拟,其中的无序是负责的非平凡拓扑的出现。结合Bott指数和输运性质的结果,我们表明,体边界对应持有无序拓扑磁振子。我们的结果为研究有限和无序系统中的拓扑磁振子以及其他玻色子激发打开了大门。
2020-11-28 cond-mat.mes-hall
Topological Phase Transitions in Disordered Electric Quadrupole Insulators
研究了量子化电四极绝缘体中无序驱动的拓扑相变。我们表明,手征对称性可以保护的四极矩$q_{xy}$的量化,这样的高阶拓扑不变量是定义良好的,即使当无序已经打破了所有的晶体对称性。此外,非零的$q_{xy}$和随之而来的角落模式可以诱导从平凡的绝缘相的无序,保持手征对称性。这种拓扑相变的临界点是由扩展的边界状态的发生,即使在强无序的存在下。我们提供了一个系统的表征这些无序驱动的拓扑相变从体积和边界的描述。
2020-08-02 cond-mat.mes-hall
Layer-Resolved Topological Metals in the Bilayer Lieb Lattice
National University of Singapore(新加坡国立大学);Manipal Academy of Higher Education(马尼拉高等教育学院);University of Coimbra(科英布拉大学)
研究双层Lieb晶格中的拓扑金属相,通过分析有无OAM依赖耦合时的情况,发现其能形成不同状态并展示不对称边界态,为层分辨拓扑无隙相的可控工程提供了途径。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.other math-ph
Floquet topological insulator phase in a Weyl semimetal thin film with disorder
研究了周期场和无序度对Weyl半金属薄膜拓扑性质的影响。这两个周期场,即,分别讨论了周期磁场和椭圆偏振光的情况。利用Floquet理论,我们发现这两种周期驱动都能共振诱导从正常绝缘体(NI)相到Floquet拓扑绝缘体(FTI)相的拓扑跃迁. Floquet拓扑变换的特征是Chern数的变化。此外,我们表明,Floquet拓扑跃迁可以解释的量子阱近似和旋转波近似的组合。在周期场作用下的无序Weyl半金属薄膜模型中,计算了表征拓扑相的Bott指数。发现FTI相位对弱无序是稳健的,而对强无序强度是崩溃的。有趣的是,我们发现,无序也可以诱导从拓扑平凡相到FTI相的拓扑转变,建立Floquet拓扑安德森绝缘体(FTAI)相。最后,基于玻恩近似的有效介质理论进一步证实了数值结果。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
Interplay between long range hopping and disorder in topological systems
我们扩展了标准SSH模型,包括长程跳跃和无序,并研究了电子和拓扑性质的影响。我们发现长程跳跃可以改变对称类和拓扑不变量,而对角和非对角无序导致安德森局域化。有趣的是,我们发现,李雅普诺夫指数$γ(E)$可以在两种方式链接到的拓扑性质中存在的障碍:无论是由于不同的响应的中间间隙状态增加的障碍,或由于额外的贡献$γ$由于边缘模式的存在。最后,我们讨论了它的影响,在现实的运输测量。
2019-02-06 cond-mat.mes-hall
Modification and Control of Topological Insulator Surface States Using Surface Disorder
我们数值演示了一个实用的手段,系统地控制拓扑输运的三维拓扑绝缘体的表面上,通过引入强无序层的深度$d$向内延伸的拓扑绝缘体的表面。研究了态密度、电导、散射时间、散射长度、扩散常数和平均费米速度对$d$的依赖关系。所提出的控制通过无序深度$d$要求的无序强度是附近的大值,这是必要的驱动TI到非拓扑阶段。如果使用掩模、栅极、离子注入等来图案化$d$,则可以制造集成电路。这一技术将有助于实验和器件工程。
2015-05-16 cond-mat.mes-hall
Anomaly Manifestation of Lieb-Schultz-Mattis Theorem and Topological Phases
Lieb-Schultz-Mattis(LSM)定理指出,如果每个晶胞的填充不是整数,并且如果严格施加晶格平移对称性和粒子数守恒,则从晶格模型中出现的低能态不可能是平凡的对称绝缘体。本文从量子反常的角度比较了由LSM定理实现的一维无隙态和一维高阶强保序拓扑相的边界。我们首先注意到,它们都可以由相同的低能有效场论描述,在低能模式上具有相同的有效对称实现,其中非原位晶格平移对称被编码为好像它是局部对称。尽管低能有效场论具有相同的形式,我们证明了理论的量子反常在两个系统中起着不同的作用。特别地,我们发现手征反常等价于LSM定理,而存在另一个反常,它与LSM定理无关,而是SPT态所固有的。作为应用,我们将传统的LSM定理推广到多电荷多物种问题,并构造了几个奇异的对称绝缘体。我们还发现,(3+1)d手征反常仅提供参数空间中无隙性局部的微扰稳定性。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Helical boundary modes from synthetic spin in a plasmonic lattice
University of Minnesota(明尼苏达大学);University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
研究通过等离子体晶格中的合成时间反演对称性,揭示了二维Lieb晶格中非平凡Z2拓扑序和螺旋边界模式的形成。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall
Disorder Suppression in Topological Semiconductor-Superconductor Junctions
University of Maryland(马里兰大学);Joint Quantum Institute(联合量子研究所)
在一个近似的大块超导体中的无序可以散射一个假定的拓扑超导体中的准粒子,并最终破坏拓扑超导态。本文用散射方法和随机矩阵计算方法估计了拓扑约瑟夫森结中无序散射时间。我们发现,从超导体的体的无序散射率,即使在强耦合的限制,抑制在半导体和超导体之间的费米动量的比例。这种无序散射的抑制伴随着在这种半导体/超导体界面处的近乎完美的Andreev反射,这可以用作这种干净的邻近效应的签名。我们还发现,这些结果可以理解的散射的半经典估计。我们讨论在其他系统中的限制,如半导体纳米线的无序散射抑制根据类似的经典估计。
2022-07-11 cond-mat.mes-hall
Axial Hall Effect in Altermagnetic Lieb Lattices
本研究在Lieb晶格交替磁体中预测了由Berry曲率驱动的轴向霍尔效应,揭示了其源于Dresselhaus自旋-轨道耦合与本征压磁响应的相互作用,并具有对应变不敏感的拓扑特性。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Bulk soliton dynamics in bosonic topological insulators
本文从理论上研究了非线性/相互作用玻色拓扑绝缘体中空间孤子的动力学行为。我们采用了一个时间反演的破Lieb晶格模拟的一个陈氏绝缘体,并发现,在存在一个饱和的非线性,孤子分叉从一个带的非零陈氏数到拓扑带隙的涡旋状结构的子晶格。我们数值证明了存在稳定的涡旋孤子的参数范围内,晶格孤子动力学受到与大Berry曲率在拓扑Lieb带边的异常速度。新的连续介质Dirac模型很好地描述了涡旋孤子的特性。我们进一步展示了一种新的相互作用:当这些拓扑孤子'反弹'的有限结构的边缘,他们创建手征边缘状态,这引起了一个“异常”反射的孤子从边界。
2019-04-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Realization of Lieb Lattice in Covalent-organic Frameworks with Tunable Topology and Magnetism
Lieb晶格是一种二维边耗尽的正方形晶格,由于其独特的能带结构,狄拉克锥被一个平坦带所包围(狄拉克平坦带)。到目前为止,虽然已经在实验中发现了一些人工Lieb晶格,但在真实材料中实现Lieb晶格仍然是不可实现的。本文基于紧束缚模型和第一性原理计算,预测了两种共价有机骨架(COFs),即,在最近的实验中合成的sp 2C-COF和sp 2N-COF实际上是基于有机配体的Lieb晶格的前两种材料实现。研究发现,晶格畸变可以控制狄拉克平坦带的带宽,并反过来决定其电子不稳定性对自发自旋极化载流子掺杂过程中。自旋-轨道耦合效应可以驱动扭曲Lieb晶格中的Dirac平坦带,这些带呈现出依赖于费米能级位置的非平凡拓扑性质。有趣的是,随着空穴掺杂浓度的增加,sp2 C-COF可以经历从顺磁态到铁磁态再到Néel反铁磁态的相变.我们的研究结果不仅证实了Lieb晶格在COFs中的首次物质实现,而且为在d-(f-)轨道自由的有机晶格中实现可调拓扑结构和磁性提供了一种可能的途径。
2019-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Lieb-Schultz-Mattis Theorem and the Filling Constraint
根据玻色子短程纠缠相分类的最新进展,我们研究了基态分形服从Lieb-Schultz-Mattis(LSM)定理的多体量子系统。我们概括的拓扑分类,这样的阶段LSM异常(arXiv:1907.08204)考虑到磁性和非对称晶格效应,并提供直接计算的LSM异常的具体例子。我们表明,无异常的条件符合既定的填充约束(arXiv:1705.09298,arXiv:1505.04193),我们还推导出新的晶体量子系统。
2021-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Disorder Effects in Topological States -- Brief Review of the Recent Developments
无序不可避免地存在于实际样品中,表现为拓扑态的各种奇异性质。在本文中,我们总结和简要回顾了过去几年来完成的工作,包括我们自己的,关于最近的发展在几个主题的拓扑状态的无序效应。对于弱无序,证明了拓扑态的鲁棒性,特别是对于$Z_2=1$的量子自旋霍尔态和$Z_2=0$的尺寸诱导非平凡拓扑绝缘体.对于中度无序,通过增加杂质分布和杂质感生电势两者的随机性,可以从正常金属或绝缘态产生拓扑绝缘体态。对这些现象及其机理进行了综述。对于强无序,无序导致金属-绝缘体转变。由于它们的拓扑性质,相图在拓扑状态系统中要丰富得多。最后,讨论了这些领域的障碍研究的趋势。
2017-11-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The fate of topological-insulator surface states under strong disorder
三维拓扑绝缘体的特征是Dirac类表面状态,其在拓扑上被保护免受弱淬火无序的影响。在这里,我们调查的影响,表面无序超出弱无序限制,使用大规模的数值模拟。我们发现两个定性不同的制度:中度无序破坏狄拉克锥,并诱导扩散金属行为的表面。更值得注意的是,对于强表面无序,狄拉克锥重新出现,因为新的弱无序“表面”状态出现在无序表面层下的样品中,这可以理解为拓扑绝缘体和安德森绝缘体之间的界面。总之,这表明了拓扑表面状态的无序的剧烈影响,这不能单独在有效的二维模型的表面状态。
2012-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Stability of Disordered Topological Superconducting Phases in Magnet--Superconductor Hybrid Systems
磁-超导混合异质结构是一种很有前途的手性拓扑超导量子工程的候选系统。在这里,我们调查的各种类型的潜在的和磁无序的存在下,他们的拓扑相的稳定性。特别是,我们认为磁无序的耦合强度和自旋取向,以及渗流型的障碍,代表失踪的磁矩。我们发现,潜在的障碍导致最弱的抑制拓扑相,而渗滤障碍导致其最强的抑制。此外,我们还证明了在关联势无序的情况下,无序势的空间结构不仅与粒子数密度有关,而且与陈氏数密度有关。最后,我们展示了如何在陈数密度的空间结构和分布的拓扑超导性的无序引起的破坏。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The fate of interaction-driven topological insulators under disorder
我们分析了无序对二维费米系统二次带交叉点(QBCP)弱耦合不稳定性的影响。在干净极限下,二维费米系统表现为相互作用驱动的拓扑绝缘相。在一个重整化群程序的框架内,它对待费米子相互作用和无序在同一个立足点,我们测试所有可能的不稳定性,并确定相应的有序相存在的单谷和双谷QBCP系统的无序。我们发现,无序一般抑制临界温度在相互作用驱动的拓扑非平凡的顺序集。强无序也可以导致拓扑相变到拓扑平凡绝缘状态。
2017-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder effects on the Topological Superconductor with Hubbard Interactions
本文研究二维无序哈伯德相互作用拓扑超导体,利用实空间陈数和自洽玻恩近似发现无序可驱动拓扑平庸相到非平庸相的转变,从而将拓扑安德森现象推广到相互作用体系。
2023-11-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Density of states of disordered topological superconductor-semiconductor hybrid nanowires
利用Bogoliubov-de Gennes(BdG)方程,数值计算了无序半导体纳米线在自旋轨道耦合、Zeeman自旋分裂和附近超导体诱导的s波超导邻近效应作用下进入拓扑p波超导相的无序平均态密度.与相应的理论自洽玻恩近似(SCBA)处理无序效应的结果相比,我们评论的拓扑相图中存在的增加的无序。虽然混乱强烈抑制零偏置峰(ZBP)与马约拉纳零模式,我们发现一些明确的残余ZBP,即使拓扑间隙基本上消失在SCBA理论,因为混乱。我们明确地比较混乱的拓扑和平凡阶段的状态的数密度的影响。
2013-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological Anderson insulators induced by random binary disorders
在凝聚态和人工系统中,不同的无序导致了不同的局域化和拓扑现象。本文研究了具有空间相关随机二元无序的一维Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑和局部化性质。研究发现,在不同的参数范围内,随机二元无序可以从平凡绝缘体中诱导出拓扑安德森绝缘相。拓扑安德森绝缘体的特征在于无序平均缠绕数和局域体态揭示了在实空间和动量空间的参与比的倒数。我们发现拓扑相边界与自洽Born方法和零能模局域化长度的分析结果一致,并讨论了双峰几率对无序诱导拓扑相的影响.在原子或光子系统中,可以从平均手征位移来检测系统的拓扑特征。我们的工作提供了一个扩展的拓扑安德森绝缘体的情况下,相关的障碍。
2022-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Non-diagonal disorder enhanced topological properties of graphene with laser irradiation
激光辐照作为一种调节电子系统拓扑性质的通用工具,正受到人们的广泛关注。在实验上,已经观察到石墨烯中的激光照射诱导的异常霍尔效应(McIver等人,16,38(2020))。无序在实际材料中普遍存在,并且已经表明对角无序,即,现场无序,可以增强时间周期性驱动的量子材料的拓扑性质(Titum等人,物理修订信函114,056801(2015))。在这里,我们研究了具有非对角无序的圆偏振激光照射的石墨烯,即,无序隧穿,并发现无序可以诱导非平凡的拓扑性质,其特征在于Bott指数和实空间陈数。此外,我们发现,可以打开激光照射非线性驱动无序石墨烯到非平凡的拓扑相。这是一个计划,这是特别有趣的实验实现。
2022-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological order in the Kitaev/Majorana chain in the presence of disorder and interactions
我们研究了相互作用和无序对一维拓扑序的综合影响。为此,我们考虑一个广义Kitaev链,包括费米子-费米子相互作用和无序的化学势。我们通过对相应的自旋为1/2的链进行密度矩阵重整化群计算来确定相图。我们发现,适度的无序或排斥相互作用单独稳定的拓扑秩序,这仍然是有效的,他们的组合效果。然而,排斥和吸引力的相互作用导致抑制的拓扑相在强无序。
2017-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-Induced Topological Transitions in a Multilayer Topological Insulator
本研究基于Burkov-Balents模型探讨了非磁性无序对多层拓扑绝缘体电子态的影响,发现非对角无序会在能隙中诱导离域体态并可能破坏反常量子霍尔效应相,但Weyl半金属相在显著无序下保持稳定。
2024-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-induced Floquet Topological Insulators
我们研究了在二维磁驱动系统中实现无序诱导拓扑Floquet谱的可能性。这样的状态将是拓扑安德森绝缘体的动力学实现。我们建立了一个混乱引起的平凡拓扑转变确实发生,并通过计算的障碍平均博特指数,适当定义的时间依赖性系统的特征。通过对系统边缘波包的精确数值时间演化,证实了拓扑态中边缘态的存在。我们考虑了实验观察Floquet-Anderson拓扑绝缘体的最佳驱动机制,并讨论了其在光子晶格中的可能实现。
2015-02-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Invariant for Bosonic Bogoliubov-de Gennes Systems with Disorder
利用非对易几何的方法,定义了无序玻色子Bogoliubov-de Gennes系统的拓扑不变量,该系统具有一个独特的数学性质--非厄米性。为了证明该定义的有效性,我们对一个二维无序人工自旋冰模型进行了数值研究。在clean极限下,我们证明了拓扑指数与Chern数完全一致。我们还表明,拓扑指数是强大的对无序。该公式给出了磁振子霍尔区的拓扑指数$n_{\rm Ch}=1$和平凡定域区的拓扑指数$n_{\rm Ch}=0$。我们还通过例子表明,我们的方法可以扩展到其他对称类。我们的结果为进一步研究具有无序的拓扑玻色子系统铺平了道路。
2020-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effects of electron scattering on the topological properties of nanowires: Majorana fermions from disorder and superlattices
我们专注于诱导拓扑状态的规则,或不规则的散射(i)p波超导导线和(ii)Rashba线接近耦合到s波超导体。我们发现,这两个系统的拓扑性质是根本不同的:在p波线,无序一般有一个不利的影响,拓扑秩序和拓扑状态被破坏超过临界无序强度。相反,在Rashba线,这是相关的最近的实验,无序可以{ \it诱导}拓扑秩序,减少了需要准弹道样品获得马约拉纳费米子。此外,我们发现,拓扑状态的总相空间面积是保守的长无序Rashba线,甚至可以在适当的工程超晶格势增加。
2014-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase diagram of disordered higher-order topological insulator: A machine learning study
高阶拓扑绝缘体是一种新的物质拓扑态概念,它的特征是涌现出的边界态的维数比体相的维数低2个以上,引起了人们极大的兴趣。然而,其对疾病的鲁棒性仍不清楚。在这里,我们研究了呼吸kagome模型中存在障碍的高阶拓扑绝缘体相位的相图,通过使用最先进的机器学习技术。我们发现只要能隙不闭合,角态在有限的无序势强度下仍然存在,表明高阶拓扑相对无序的稳定性.
2019-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder induced transitions in resonantly driven Floquet Topological Insulators
研究了Floquet拓扑绝缘体中的无序效应。这种FTI是通过共振驱动价带和导带之间的跃迁而引起的。我们表明,当添加无序,拓扑性质的FTI持续只要有一个流动性间隙在共振准能量。对于足够强的无序,这个能隙关闭,所有的状态都变得局域化,因为系统经历了向平凡绝缘体的转变。有趣的是,无序的影响不一定是不利的:我们表明,在同一个量子阱中,无序也可以诱导从平凡的拓扑系统的过渡,从而建立一个Floquet拓扑安德森绝缘体(FTAI)。我们确定的驾驶场上的必要条件,观察这样的过渡。
2017-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Scaling of the Integrated Quantum Metric in Disordered Topological Phases
本文利用基于核多项式方法的线性标度数值技术,研究了无序Haldane模型中积分量子度规和陈数在实验尺度下的标度行为,揭示了Anderson无序和空位对平庸相与拓扑相的影响。
2025-04-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological states and flat bands in exactly solvable decorated Cayley trees
University of Zurich(苏黎世大学)
研究推导装饰凯莱树全谱,其类似物有类似平带。发现装饰凯莱树平带可解释为边缘态,建立与一维链系综对应赋予平带拓扑稳定性,揭示非欧几里得系统平带和拓扑现象丰富图景。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Topological superconducting phases in disordered quantum wires with strong spin-orbit coupling
塞曼场可以驱动具有强自旋轨道耦合的半导体量子线进入支持末端马约拉纳费米子的拓扑相,为实现拓扑量子信息处理提供了一个有吸引力的平台。在这里,我们研究如何潜在的障碍影响的拓扑相位相结合的分析和数值方法。最突出的是,我们发现,对无序的拓扑相位的鲁棒性依赖于敏感和非单调的塞曼场施加到电线。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disordered weak and strong topological insulators
用数值方法建立了无序弱、强拓扑绝缘体的全局相图。正如预期的那样,相边界的位置被无序重新归一化,这是在所谓的拓扑安德森绝缘体的研究中认识到的特征。在这里,我们报告了意外的量化,即,对这些相边界上的电导峰的无序的鲁棒性。工作的另一个亮点是在无序状态下弱拓扑绝缘体相的两个子区域的出现。根据电导的尺寸依赖性,表面态在两个子区域中要么是稳健的,要么是“失败的”。通过研究李雅普诺夫指数进一步揭示了这两种不同类型行为的本质。
2013-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological invariant in three-dimensional band insulators with disorder
三维拓扑绝缘体具有一个Z ~ 2值拓扑不变量,它由一个强指数和三个弱指数组成.在无序的情况下,只有强指数存在。本文将三维无序系统看作无限周期系统的超胞,研究其拓扑不变量。作为该方法的一个应用,我们证明了当引入足够强的无序到具有自旋轨道耦合的平凡绝缘体中时,强指数变得非平凡,实现了强拓扑Anderson绝缘体。我们还数值提取的间隙范围,并确定这个拓扑相的相边界,其中?结果表明,该方法与自洽玻恩近似(SCBA)和输运计算结果吻合较好。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
One-dimensional Lieb superlattices: from the discrete to the continuum limit
本文通过紧束缚数值模型研究一维静电超晶格调控下 Lieb 晶格从离散到连续极限的能带演化,发现二次带与平带交点、倾斜及各向异性 Dirac 锥等新特征,对电子输运实验具重要意义。
2024-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Fidelity Approach in Topological Superconductors with Disorders
本文采用保真度方法研究了自旋轨道耦合纳米线系统的拓扑超导电性。该导线被建模为具有塞曼能量和自旋轨道耦合的单层晶格链,其接近于多层超导体。特别地,我们研究了疾病的影响,发现保真度易感性呈现多峰。结果表明,主峰表明拓扑量子相变,而其他峰信号的马约拉纳束缚态的钉扎的无序。
2014-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Z2 phase diagram of three-dimensional disordered topological insulator via scattering matrix approach
无序在三维时反不变性拓扑绝缘体中的作用是近年来的一个研究热点。然而,大型无序系统的Z2不变量的计算仍然是一个相当大的挑战。在本文中,我们应用和扩展最近提出的方法的基础上的散射矩阵的方法,它允许在合理的计算工作量与几个通道的引线的大型系统的研究。通过直接计算Z2不变量的无序拓扑安德森绝缘体,我们明确地确定了这个阶段的拓扑性质,而不诉诸于它的连接与清洁的情况下。我们能够有效地计算在质量无序平面的Z2相图。拓扑相边界被发现是很好地描述了自洽玻恩近似,无论是为零和有限的化学势。
2014-03-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dirac points emerging from flat bands in Lieb-kagomé lattices
紧束缚模型在Lieb和kagomé晶格上的能谱都呈现出一个平带。我们提出了一个模型,不断插入这两个限制之间。位于Lieb晶格的三带谱中间的平带被扭曲,产生两对狄拉克点。虽然上面的一对演化成kagomé极限中的石墨烯状狄拉克锥,但低能量对演化直到它合并产生带底平坦带。狄拉克点的拓扑表征是通过将哈密顿量投影到两个相关带上来实现的,以获得有效的狄拉克哈密顿量。低能狄拉克点对在这方面特别有趣:当它们出现时,它们具有相反的缠绕数,但当它们合并时,它们具有相同的缠绕数。这个明显的悖论是由于它们的状态在伪自旋空间中的连续旋转,其特征在于缠绕矢量。这个简单,但相当丰富的模型,提出了一种方法,在多波段系统的两个波段的接触点的系统表征。
2020-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fluctuations and Correlations of Local Topological Order Parameters in Disordered Two-dimensional Topological Insulators
本文论证空间分辨拓扑标记可作为局部序参量,通过超胞数值模拟研究Haldane与Kane-Mele模型中无序驱动的拓扑相变,发现拓扑关联函数具有普适临界指数且能区分不同相变。
2025-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech