Anomalous edge states and the bulk-edge correspondence for periodically-driven two dimensional systems
最近，一些作者研究了非相互作用粒子的磁驱动系统中的拓扑现象。这些现象是通过驱动系统的Floquet谱和静态哈密顿量的能带结构之间的类比来确定的。有趣的是，这些工作揭示了驱动系统的拓扑特征比静态系统更丰富。特别是，在二维（2D）的驱动系统中，即使所有散装Floquet带的陈数为零，也可以出现鲁棒的手征边缘态。在这里，我们阐明了静态和驱动的二维系统之间的关键区别，并构建了一个新的拓扑不变，产生正确的边缘状态结构的驱动情况下。我们提供的配方在时域和频域，提供额外的洞察力的起源中出现的驱动系统的“异常”光谱。这些现象在固态和冷原子系统中的可能实现进行了讨论。
2013-07-25 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian nodal-line semimetals with an anomalous bulk-boundary correspondence
近年来，非厄米系统的拓扑量子态因其丰富的奇异态而引起了凝聚态物理的极大关注。在证明方面，以往研究的非厄米拓扑现象大多集中在一维和二维系统中。在这里，我们研究三维非厄米线半金属中存在的粒子的增益和损耗扰动。发现这种扰动会将原节环分裂成两个例外环。体电子结构的拓扑性质的特点是由两个不同的拓扑不变量，即，涡度和缠绕数定义的一个一维回路中的动量空间，这两个都示出采取半整数（整数）值时，奇数（偶数）的ER线程通过循环。在非厄米线半金属中，传统的体-面对应关系被打破，表面零能平带不再受体ER投影的约束。或者，宏观分数的体本征态可以被定位在表面附近，从而导致所谓的非厄米趋肤效应。
2019-02-14 cond-mat.mes-hall
Theory of Anomalous Floquet Higher-Order Topology: Classification, Characterization, and Bulk-Boundary Correspondence
周期驱动或Floquet系统可以实现不存在于任何物质平衡态中的异常拓扑现象，其分类和表征需要新的理论思想，这些思想超越了静态拓扑相的成熟范式。在这项工作中，我们提供了一个通用的框架来理解异常Floquet高阶拓扑绝缘体（AFHOTI），其中的分类仍然是一个具有挑战性的悬而未决的问题。在二维（2D）中，这样的AFHOTI被定义为他们的强大的，受保护的角落模式钉扎在特殊的准能量，即使他们所有的Floquet带功能平凡的带拓扑。角模物理的AFHOTI被发现是一般由3D狄拉克/Weyl拓扑奇点生活在散装时间演化算子的相位谱。物理上，这样的相带奇点本质上是拓扑量子临界性的“足迹”，它将AFHOTI与静态极限的平凡相分离。引人注目的是，这些奇点具有非常规的色散关系，这在3D中的任何静态晶格上都无法实现，然而，这类似于4D拓扑晶体绝缘体的表面物理。我们通过降维技术建立了上述高阶体边界对应关系，该技术还允许对受点群对称性保护的2D AFHOTI进行系统分类。我们证明了我们的理论应用到两个具体的，实验上可行的模型AFHOTI的保护$C_2$和$D_4$对称性，分别。我们的工作铺平了道路，一个统一的理论分类和表征Floquet拓扑问题。
2020-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Drag suppression in anomalous chiral media
研究了重杂质在反常手征介质中沿外磁场方向纵向运动的情况。这样的系统将携带与异常相关的手征磁效应的非耗散电流。通过推广Landau的超流性判据，我们证明了引起反常输运的“反常组分”{ \it not}对杂质所受的阻力有贡献。我们认为，在一个非常普遍的基础上，这些系统与一个强大的磁场将表现出一个有趣的传输现象-运动的重杂质是无摩擦的，在类似的情况下，超流体。我们证明和确认我们的一般结果与两个互补的例子：弱耦合手性费米子气体和强相互作用的手性液体。
2016-06-16 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Bulk-boundary-defect correspondence at disclinations in rotation-symmetric topological insulators and superconductors
我们研究了基态拓扑结构和拓扑结构之间的联系，晶格通过存在异常状态的向错-拓扑晶格缺陷，违反旋转对称性只在本地。我们首先显示存在的异常向错状态，如马约拉纳零模式或螺旋电子状态，在二阶拓扑相位通过Volterra过程。利用拓扑晶体的框架，构造了具有旋转和平移对称性的$d$维晶体拓扑相，然后确定了弱拓扑相和一阶拓扑相对$(d-2)$维反常向错态的所有贡献.我们执行此程序的所有Cartan对称类的拓扑绝缘体和超导体在二维和三维，并确定是否散装拓扑结构，边界签名和向错异常之间的对应关系是唯一的。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall phases in gated rhombohedral graphene
University of Chicago（芝加哥大学）
研究通过分析Dirac算子耦合系统，揭示了加压菱形石墨烯中量子反常霍尔相的分类，并展示了bulk-edge对应关系及拓扑相变的特征。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Anomalous helical edge states in a non-Hermitian Chern insulator
研究了陈氏绝缘体的非厄米扩张及其体边界对应。结果表明，除了强大的手征边缘状态，反映了非平凡的拓扑结构的散装（非零陈数），反常的螺旋边缘状态本地化只在一个边缘可以出现，这是唯一的非厄米陈绝缘体。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Extrinsic topology of Floquet anomalous boundary states in quantum walks
体-边界对应是拓扑相的基本原理，其中体拓扑确定无间隙边界状态。另一方面，已经知道，角或铰链模式在高阶拓扑绝缘体可能会出现由于“外在”的边界拓扑，即使当体积拓扑数是平凡的。本文发现量子行走中的Floquet反常边界态具有类似的外赋拓扑性质。与高阶拓扑绝缘体相比，量子行走中的非本征拓扑即使对于一阶拓扑相也是明显的。给出了量子行走中的外赋拓扑的拓扑表，并通过具体例子说明了Floquet反常边界态的外赋性质。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Planar nano-optics in anisotropic media: anomalous refraction and diffraction-free lensing of highly confined polaritons
作为最基本的光学现象之一，各向同性介质之间的折射的特征在于光在从低折射率介质到高折射率介质时朝向边界的法线弯曲。然而，在各向异性介质中，折射是一种更加奇特的现象。两种各向异性介质之间折射的最一般情况尚未探索，特别是在自然介质和纳米尺度下。在这里，我们可视化和全面研究两个强各向异性（双曲）介质之间的电磁波的折射，而且，重要的是，我们这样做的使用局限于纳米级的极化激元在低损耗的天然介质，α-MoO 3。我们的图像显示在一般情况下，其中的传播方向和波矢不共线的极化激元的折射。当它们穿过在α-MoO 3中定制的平面纳米棱镜时，折射极化激元表现出非直观的传播方向，使我们能够揭示一种奇特的光学效应：无弯曲折射。此外，我们成功地开发了第一个面内折射超透镜，它产生的焦点小到λ ap/6，是λ ap的极化激元波长（λ 0/50相对于在自由空间中的光的波长）。我们的研究结果为强各向异性介质中的平面纳米光学奠定了基础，具有前所未有的纳米级能量流控制潜力。
2021-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomalous topological edge states in non-Hermitian piezophononic media
体-边界或体-边缘对应是将表面受限态与体的拓扑分类相关联的原理。通过将非厄米成分的增益或损失与违反互易性的介质相结合，非常规的非布洛赫体边界对应导致体状态在边界$-$处的不寻常局部化，这是一种称为非厄米趋肤效应的现象。在这里，我们\textcolor{black}{numerically}采用声电效应在电偏置和层状压电声子介质作为一个坚实的框架，非厄米和非互易拓扑力学在MHz制度。由于机械振动的非厄米趋肤效应，我们发现有限系统的体带对晶体终止的类型高度敏感，这表明使用传统的布洛赫带来预测波动特性的失败。更令人惊讶的是，当扭转电偏置时，我们揭示了拓扑边缘和体振动如何在相同或相反的界面上被利用。然而，虽然体状态被发现显示这种非常规的趋肤效应，我们进一步讨论如何在间隙边缘状态在同一时刻，违反直觉的是能够沿着整个分层介质离域。我们预见，我们的预测将刺激新的途径，在无回声超声波的基础上奇异波物理。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Anomalous Spin Response and Virtual-Carrier-Mediated Magnetism in a Topological Insulator
我们提出了一个全面的理论研究碲化汞量子阱中的静态自旋响应，揭示了独特的行为的拓扑非平凡的倒置结构。最引人注目的是，未掺杂的拓扑绝缘体系统的q=0（长波长）的自旋磁化率是恒定的，等于发现的值为无间隙的狄拉克样结构，而相同的数量显示了典型的减少，在正常绝缘体制度的带隙增加。我们讨论的局部磁矩存在于量子阱中，无论是在绝缘和电子掺杂的情况下的顺序的分歧。边缘状态的自旋响应也被认为是，我们提取有效的朗德g因子的体和边缘电子。在我们的研究中揭示的各种反直觉的自旋响应特性源于系统在访问电荷载流子动力学可以由普通薛定谔型物理学控制的情况下的多功能性，模仿手性狄拉克费米子的行为，或反映材料的受保护的拓扑顺序。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crossover from anomalous to normal diffusion in porous media
研究了由弹道型生长模型产生的多孔沉积物内壁吸附颗粒的随机行走。颗粒从沉积物的外表面开始并进入其孔隙，以模拟物质朝向多孔固体的外部通量。对于短时间，步行者浓度衰减作为深度z的拉伸指数，但在大多数样品中观察到长时间正常扩散的交叉。异常浓度分布仍然在很长的时间在非常多孔的固体，如果步行步骤被限制到最近的邻居，并伴随着亚扩散功能。这些发现与探索区域随z的衰减相关。在固体内部留下的示踪粒子的RW的研究排除了由扩散方程与位置相关的系数的解释。一个模型的RW在一个管的截面减少解释这些结果显示长的交叉从一个有效的亚扩散制度的渐近正态扩散。交叉位置和密度的解析计算与数值数据显示出良好的一致性，为一个管的面积与z呈指数下降。浓度分布的异常衰减被解释为在每个深度的扩散颗粒的总数上的管形状的模板效应，而在实际探索的多孔区域的体积浓度可能没有显着的衰减。这些结果可以解释在最近的工作中观察到的多孔沉积物中的金属原子的异常扩散。他们还证实了在解释实验或计算数据异常运输在最近的作品中报道的困难，特别是如果只有浓度分布进行测量。
2015-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Quantum Dualities and Quantum Anomalous Hall Phases with Arbitrary Large Chern Numbers
量子对偶性是当代理论物理学中一个影响深远的概念。本文通过具体的两带哈密顿模型，揭示了量子反常霍尔相的量子对偶性。我们的模型可以实现QAH相位与任意大的陈数。在实际材料中，这些模型可以通过$c_1=1$ QAH绝缘体的堆叠$n$层系统来实现。研究了能改变Chern数的拓扑相变。同时，我们对模型中的无隙边缘模进行了详细的研究，发现了一种新的体边界对应机制。
2016-03-28 cond-mat.mes-hall
Berry phase mediated topological thermoelectric transport in gapped single and bilayer graphene
我们考虑带隙单层和双层石墨烯中的异常热电输运，其中间隙可能是由于反转对称性破缺。在间隙的存在下，非平凡的Berry相位效应可以被示出为即使在没有垂直磁场的情况下，响应于所施加的温度梯度来介导横向热电电压。这种自发的、反常的能斯特效应对于石墨烯能带结构中两个不相等的谷中的非均匀化学势是非零的。相反，能斯特响应可用于在两个横向样品边缘之间产生谷折射率偏振，如在类似的谷霍尔效应中。
2009-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Walk dimension for light in complex disordered media
复杂系统中的输运是以分形维数--行走维数--为特征的，它表明了潜在的随机行走过程的扩散或反常性质。在这里，我们报告的实验检索这个关键量，使用光波在无序介质中传播。该方法是基于测量的时间分辨传输，特别是如何与样本大小的寿命尺度。我们表明，这允许一个检索的步行维和应用的概念，不同程度的分形异质性的样本。此外，该方法首次提供了随机介质中异常光动力学的实验演示。
2014-08-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Topological aspects of graphene: Dirac fermions and the bulk-edge correspondence in magnetic fields
我们讨论了石墨烯的电子性质的拓扑方面，包括边缘效应，蜂窝晶格上的紧束缚模型及其扩展，以显示以下内容：（i）无质量狄拉克色散对的出现，这是包括特殊量子霍尔效应（QHE）在内的反常性质的起源，对蜂窝结构来说不是偶然的，但是对于在正方形和$π$通量晶格之间插入的一类二维晶格来说是相当一般的。特殊QHE的持久性被解释为拓扑稳定性。(ii)虽然我们只有在E=0附近才有无质量的狄拉克色散，但与狄拉克锥相关的反常QHE意外地在很宽的化学势范围内持续存在。范霍夫奇点的范围是有界的，在这一点上，我们预测一个过渡到普通的费米子行为伴随着巨大的跳跃在QHE与符号的变化。(iii)对于边缘，我们建立了体中的量子霍尔效应与边缘态的量子霍尔效应之间的重合，这是拓扑体-边缘对应的表现。我们还明确地证明了零磁场中的蜂窝结构中的E=0边态在磁场中仍然存在。
2007-01-18 cond-mat.mes-hall
Effects of interface regularity on the bulk-edge correspondence in continuum photonic systems
University of Chicago（芝加哥大学）；Committee on Computational and Applied Mathematics, University of Chicago（芝加哥大学计算与应用数学委员会）；Departments of Mathematics and Statistics, University of Chicago（芝加哥大学数学与统计系）
该研究针对连续介质光子系统，探究界面磁偏置变化特性对体边对应关系的影响，定义了含磁偏置不连续性贡献的反常体边对应关系。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Models for $d$ Wave Topological Superconductors and Quantum Anomalous Hall Effect with Arbitrary Large Chern Numbers
本文建立了二维手征$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$拓扑超导体和三维$d$波拓扑超导体的理论模型。此外，我们建立模型的任何二维C类和三维CI类拓扑超导体（任何偶拓扑不变量）。我们还构造了可以实现任意大陈数量子反常霍尔效应的具体模型。我们详细研究了我们的二维或三维模型的手征边缘模或无带隙表面态。在所有的情况下，我们发现新的机制，使边界状态的数量总是同意非平凡的散装拓扑结构，正如所要求的散装边界对应。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Response in Two Dimensional Topological Insulators due to the Stark Effect
结果表明，外电场诱导的矩阵偶极矩的存在可以改变二维拓扑绝缘体的霍尔响应。在量子反常霍尔效应的情况下，感生横向电流获得与霍尔电导和所施加电场的时间导数成比例的额外项。在量子自旋霍尔效应的情况下，自旋和电荷横向电流同时出现。由于体积-边缘对应，手性边缘通道与电磁场之间的耦合改变，从而允许额外的非最小耦合项。这两种效应都可以通过传输和隧穿实验来测量。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
