Edge Solitons in a Nonlinear Mechanical Topological Insulator
我们报告了在二维机械（声子）拓扑绝缘体中从理论和数值上发现的局域和单向非线性边行波。该晶格由一组具有弱Duffing非线性的摆通过线性弹簧连接而成。我们证明了经典的一维非线性薛定谔方程控制着二维边缘模的包络，并研究了一维中的行波和流氓波在二维中作为边缘孤子的传播。作为拓扑保护的结果，这些边缘孤子持续很长的时间间隔，并通过不规则的边界。
2018-05-08 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.class-ph
Observation of unidirectional soliton-like edge states in nonlinear Floquet topological insulators
二维固态拓扑材料的一个显著特征是存在对无序散射不敏感的导电电子边缘态。这种单向边缘状态已经在固态电子系统之外的许多实验环境中进行了探索，包括光子器件，机械和声学结构等。了解拓扑态在粒子间相互作用和非线性存在下的行为是非常有趣的。在这里，我们实验证明了单向类孤子的非线性态的光子拓扑绝缘体的边缘组成的激光写入波导。由于周围玻璃的光学克尔非线性，类孤子波包形成无衍射相干结构，由于系统的固有无间隙性，该结构缓慢地辐射功率。类孤子边缘态的实现为理解非线性系统和粒子间相互作用系统中的拓扑现象铺平了道路。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Time-Reversal Soliton Pairs In Even Spin-Chern-Number Higher-Order Topological Insulators
本研究针对现有时间反演对称系统边缘孤子研究不适用于常见自旋陈绝缘体的问题，聚焦自旋陈数为2的绝缘体，通过质量扭折机制解释成对角模式与额外电荷的产生，证明偶数自旋陈数绝缘体是带受保护角落电荷的高阶拓扑绝缘体。
2023-11-15 cond-mat.mes-hall
Mobile Topological Su-Schrieffer-Heeger Soliton in a Josephson Metamaterial
本文提出具有子晶格对称性的玻色子 Su-Schrieffer-Heeger 约瑟夫森结阵列模型，并利用局部静电门实现拓扑孤子态的绝热移动，实验可达时间尺度下保真度近乎完美。
2023-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Edge solitons of topological insulators and fractionalized quasiparticles in two dimensions
拓扑带绝缘体的一个重要特性是在样品边界上必须存在带隙边缘态。我们利用这一事实表明，当边界与扭曲重新连接，总是有零能量的缺陷状态。这提供了一个自然的联系之间的新的缺陷在二维$p_{x}+ip_{y}$超导体，Kitaev模型，分数量子霍尔效应，和一维畴壁的聚乙炔。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiparticle Berry curvature and Chern numbers in spin-orbit coupled bosonic Mott insulators
研究了冷原子光晶格中二维自旋轨道耦合玻色莫特绝缘体的基态拓扑和准粒子性质。我们证明了多体Chern数和自旋Chern数可以表示为布里渊区上准空穴Berry曲率的积分。使用强耦合微扰理论，对于实验上可行的自旋-轨道耦合，我们计算了Berry曲率和自旋Chern数，并发现这些量可以纯粹由相互作用产生。我们还计算了准粒子色散、谱权以及粒子和自旋密度的准动量空间分布，这些可以在冷原子实验中获得，并用于推导Berry曲率和Chern数。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Cancellation of quantum anomalies and bosonization of three-dimensional time-reversal symmetric topological insulators
三维空间中的强时间反演对称（TRS）拓扑绝缘体（TI）具有无质量狄拉克费米子形式的无隙表面态。我们用玻色化方法研究了这些表面态，发现由于表面狄拉克费米子的宇称反常，所得到的玻色理论具有拓扑贡献。我们认为，量子异常的存在，事实上，表面状态存在的主要原因，由表面和散装异常必须取消的原则。考察其他类别的拓扑绝缘体，我们认为，这一原则一般成立。超越纯粹的拓扑考虑，我们将动态的表面电子态的玻色子理论。此外，我们还讨论了玻色子理论的热力学，并提出了表面狄拉克费米子的玻色子场表示。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall
Topological insulators and semimetals in classical magnetic systems
研究自然和人工材料中的拓扑相是现代物理科学和工程的中心课题之一。在经典磁系统中，自旋波（或磁振子）和磁孤子（如畴壁、涡旋、Skyrmion等）代表了两种重要的激发。近年来，磁振子和孤子晶体（或超材料）中的拓扑绝缘体和半金属态由于其有趣的动力学特性和在设计稳健的自旋电子器件方面的应用前景而引起了越来越多的关注。本文综述了结构经典磁学中拓扑相的研究进展。本文首先简要介绍了自旋波，讨论了自旋波的拓扑性质，包括磁振子霍尔效应、拓扑磁振子绝缘体和狄拉克（外尔）磁振子半金属。提出了拓扑磁振子器件的设想。然后，我们回顾集体坐标方法描述磁孤子晶格的动力学。阐述了教学拓扑模型如Su-Schrieffer-Heeger模型和Haldinger模型及其在磁孤子晶体中的表现。然后，通过对低维系统中的一阶拓扑绝缘相和呼吸晶体中的高阶拓扑态的理论分析，重点研究了磁孤子的拓扑性质。最后，我们讨论了磁子晶体和孤子晶体中边缘态的实验实现和探测。在结束本文之前，我们评论了挑战和未来前景。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall
Superfluid--Insulator Transition in Commensurate One-Dimensional Bosonic System with Off-Diagonal Disorder
研究了在大整数填充因子极限下，一维非对角无序格子玻色子系统中超流-绝缘体量子相变的性质。对两个强无序模型的蒙特卡罗模拟表明，所讨论的相变的普适类与纯系统中超流-Mott-绝缘体相变的普适类相同。这一结果可以用超流相的无序自平均和标准量子流体力学作用量的适用性来解释。我们还制定了强随机普遍类应满足的必要条件，如果存在的话。
2005-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Bosonic Mott Insulator with Meissner Currents
我们介绍了一个通用的玻色子模型举例说明（自旋）迈斯纳电流可以坚持在绝缘相的物质。我们考虑格点上两种相互作用玻色子。我们的模型表现出分离的电荷（总密度）和自旋（相对密度）：在玻色子莫特绝缘体相的总密度1的电荷部门是有间隙的，而自旋部门保持超流由于物种间的转换。将自旋扇区耦合到规范场产生自旋迈斯纳效应，反映了长程自旋超流相干性。我们调查由此产生的相图，并描述其他可能的自旋相位的物质在莫特制度拥有手性电流以及自旋密度波相位。本文提出的模型可在约瑟夫森结阵列和冷原子实验中实现。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Correlated insulator of excitons in WSe2/WS2 moiré superlattices
本研究在WSe2/WS2莫尔超晶格中首次观察到激子形成的玻色子关联绝缘体，并发现其随电荷密度可连续转变为电子关联绝缘体，为工程化玻色子相提供了新平台。
2023-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fingerprints of bosonic symmetry protected topological state in a quantum point contact
本文研究了强磁场作用下双层石墨烯边缘玻色螺旋液体的量子点接触输运。我们识别了“确凿的”输运特征，以区分玻色子对称性保护拓扑（BSPT）态和费米子双通道量子自旋霍尔（QSH）态。特别是，一个新的电荷绝缘体/自旋导体相被发现为BSPT状态，而无论是电荷绝缘体/自旋绝缘体或电荷导体/自旋导体相预计为两个通道的QSH状态。因此，一个简单的输运测量将揭示双层石墨烯系统中玻色子拓扑物理的指纹。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological transport in a spin-orbit coupled bosonic Mott insulator
研究了自旋-轨道耦合玻色莫特绝缘体中的拓扑输运。我们发现，即使当自旋轨道耦合是阿贝尔的相互作用可以导致异常的准粒子动力学。为了说明后者，我们考虑Lin \textit{et al}实验中实现的自旋-轨道耦合。[Nature（London）\textbf{471}，83（2011）].对于这种自旋轨道耦合，我们计算准粒子色散和谱权重，相互作用引起的动量空间Berry曲率，和自旋密度的动量空间分布，并提出实验签名。此外，我们发现，在我们的单粒子传播子的近似，基态可以在原则上支持整数霍尔电导率，如果陈数的总和的空穴带是非零的。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological Mott Insulator with Bosonic Edge Modes in 1D Fermionic Superlattices
利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）方法研究了一维费米子光学超晶格中相互作用驱动的拓扑相变，发现了一种新的拓扑莫特绝缘体态.值得注意的是，低能边缘激发从自旋1/2费米子单粒子模式到自旋1玻色子集体模式的整个相变。由于自旋-电荷分离，低能理论由有效的自旋超交换模型控制，而电荷自由度是完全空白的。这种拓扑Mott态可以用自旋Chern数和由有限自旋能隙保护的无能隙磁振子模来表征。该实验装置简单，为奇异拓扑Mott态的实验观测奠定了基础。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Solvable lattice model for (2+1)D bosonic topological insulator
本文构造了（2+1）D玻色拓扑绝缘体的一个精确可解的可交换投影哈密顿量，该拓扑绝缘体是受U（1）和时间反演$\mathbb{Z}_2^T$对称性保护的保序拓扑（SPT）相，对称群为U（1）$\rtimes\mathbb{Z}_2^T$ .该模型的构建是基于装饰域壁解释的$E_{\infty}$ -页的光谱序列的cobordism组分类的SPT阶段的问题。我们证明了非平凡的模型显示的Kramers双峰的出现时，系统被放在一个半无限的圆柱$(-\infty,0]\times S^1$插入$π$通量。表面异常表现为U（1）$\rtimes\mathbb{Z}_2^T$对称性的非现场表示。在一个简单的边界理论内讨论边界上的异常匹配。
2020-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Vector Edge Solitons and Domain Walls in a Nonlinear Mechanical Topological Insulator
Northumbria University（诺森比亚大学）
该研究在实现量子自旋霍尔效应的二维机械拓扑绝缘体中，构造含相反自旋陈数的体晶格界面，利用耦合非线性薛定谔方程得到多种矢量边缘孤子，其具拓扑保护性，可用于碰撞计算，提升机械器件信息处理潜力。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Beyond the constant-mass Dirac physics: Solitons, charge fractionization, and the emergence of topological insulators in graphene rings
平面石墨烯环的双连通多边形几何结构被发现带来了用于访问超越定质量Dirac-费米子理论的非平凡相对论量子场（RQF）理论模型的拓扑构型。这些包括产生符号交替的质量，孤子激发，和电荷分馏。这项工作集成了RQF拉格朗日公式与数值紧束缚Aharonov-Bohm电子光谱和广义位置相关质量狄拉克方程。与具有纯金属臂的扶手椅型石墨烯环（aGRG）相比，具有半导体臂以及具有混合金属-半导体臂的某些类别的aGRG显示出一维非平凡拓扑绝缘体的性质。这进一步揭示了通过操纵蜂窝晶格几何形状实现石墨烯基非平凡拓扑绝缘体的替代方向，而没有自旋轨道贡献。
2014-01-22 cond-mat.mes-hall hep-ph nucl-th
$\mathbb{Z}_2$ topological insulator analog for vortices in an interacting bosonic quantum fluid
光子和一般玻色子的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体不能严格实现，因为缺乏受保护的赝自旋。我们表明，所需的保护，可以提供一个相互作用的量子流体：量子涡旋的实空间拓扑激发。本文研究了在两个交错蜂窝晶格的量子谷霍尔系统的布里渊区的$Γ$点上的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们证明了涡旋的缠绕数和大块布洛赫带的谷之间存在耦合。这导致手征涡旋传播的两个区域之间的锯齿形接口的倒交错，其中的绕组谷耦合提供真正的拓扑保护，防止反向散射，相反的非相互作用的哈密顿的界面状态。这种结构类似于量子涡旋的$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Symplectic Hopf Insulator: Delicate Topology in Bosonic Bogoliubov-de Gennes Systems
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）
本文构建了辛 Hopf 绝缘体，一种在弱相互作用玻色系统中具有整数量子化辛 Hopf 不变量、每个原胞需两个玻色模式且边界存在精细保护的表面态的拓扑相。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Strong quantum interference in strongly disordered bosonic insulators
我们研究了玻色子在一系列具有短程相互作用和大特征配位数的位置中的变程跳跃（VRH）。后者导致强量子干涉现象，但允许其分析研究。我们开发了一个功能的重整化群计划，反复消除高能量网站适当重整化之间的低能量的隧道。使用这种方法，我们确定的温度和磁场的跳跃电导率的依赖性，并发现一个大的正磁阻。随着磁场的增加，电导率的行为从Mott定律跨越到激活行为，其中激活间隙与磁场成比例。
2012-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Symmetry breaking, strain solitons and mechanical edge modes in monolayer antimony
二维材料表现出各种力学不稳定性，伴随着自发对称性破缺。在这里，我们开发了一个连续描述的锑片的屈曲不稳定性。相反方向的屈曲区域构成域分离的域壁，在我们的模型中的孤子。关于平衡的扰动在体中以具有带隙色散的波的形式传播，但是存在具有线性色散的无隙模式，其以使人想起拓扑绝缘体的电子模式的方式沿着畴壁传播。我们建立了单层锑是一个机械拓扑绝缘体，通过展示我们的连续模型和基本的狄拉克方程的对称类BDI，这是已知的是一个拓扑绝缘体在一维和弱拓扑绝缘体在二维之间的映射。单层锑可以通过剥离以及外延和本文中预测的效果应该是访问标准的实验工具，如扫描探针显微镜和拉曼光谱。我们推测，这里研究的效应（即低尺度对称性破缺，应变孤子和无隙边缘模）不仅限于锑，而是二维材料的共同特征。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall
Modified interactions in a Floquet topological system on a square lattice and their impact on a bosonic fractional Chern insulator state
提出了一种在周期驱动的光学正方晶格中实现超冷原子拓扑准能带结构的简单方案。它是基于一个圆形晶格在超晶格存在的情况下的振动，从而降低了其他所有位置的能量。拓扑带隙，这两个带与陈数$\pm 1$分开，是开放的方式特有的Floquet拓扑绝缘体，即，由有效的哈密顿量出现在一个高频展开的次引导顺序。这些术语对应于颗粒在一个驱动周期内多次隧穿的过程。这种过程与粒子相互作用的相互作用也产生了几种不同类型的新的相互作用项。对于具有在位相互作用的玻色子原子，它们包括以削弱在位排斥为代价引入的最近邻密度-密度相互作用以及密度辅助隧穿。利用精确对角化方法，我们研究了在最低能带半填充时，单个诱导相互作用项对玻色子分数陈氏绝缘体态稳定性的影响。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent Mott insulators and non-Hermitian conservation laws in an interacting bosonic chain with noninteger filling and nonreciprocal hopping
研究了具有非互易跳跃的相互作用玻色子链的基态和量子动力学。与厄米对应物形成鲜明对比的是，由于非互易跳跃和在位相互作用之间的竞争，基态可以在非整数填充的系统中支持莫特绝缘体。对于量子动力学，非厄米特系统的守恒定律与厄米特系统的守恒定律有着明显的不同。特别地，对于任何与哈密顿算符交换的厄米算符，它的期望值在非厄米量子动力学中保证是不守恒的。为了系统地识别非厄米守恒定律，建立了一种构造具有全实谱的非厄米多体量子系统守恒量的通用方法，并以所研究的系统为例进行了具体说明.利用超冷原子在光晶格中的非互易跳跃，可以对非整数填充和非厄米守恒律系统中的莫特绝缘体进行直接的实验观察。
2022-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The role of real-space micromotion for bosonic and fermionic Floquet fractional Chern insulators
分数阶陈氏绝缘体是一种物质相，它模拟了没有整体磁场的晶格上的分数阶量子霍尔态的物理学。Floquet分数Chern绝缘体的概念是指通过Floquet工程产生底层拓扑能带结构的潜在可能性。在这些方案中，一个高度可控和强相互作用的系统周期性地由外力以一定的频率驱动，使得在一个强制周期期间的双隧穿事件变得重要，并有助于形成所需的有效能带。我们表明，在所描述的情况下，它是必要的，也考虑到三阶过程相结合的两个隧道事件的相互作用。参考所获得的贡献作为微动诱导的相互作用，我们发现，这些相互作用往往有一个负面的影响分数陈绝缘相的稳定性，并讨论了未来的实验的影响。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Haldane-Holstein model at fractional filling: Route to bosonic fractional Chern insulator and quantum anomalous Hall crystal
University of Washington（华盛顿大学）；University of Tennessee（田纳西大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文通过Haldane-Holstein模型在部分填充下，证明强电子-声子耦合可稳定玻色子分数陈绝缘体及量子反常霍尔晶体，揭示其作为拓扑相形成路径的新作用。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Massive 1D Dirac Line, Solitons and Reversible Manipulation on the Surface of a Prototype Obstructed Atomic Insulator, Silicon
研究证明硅是典型受阻原子绝缘体，并在其（111）表面观测到准一维有质量 Dirac 线与拓扑孤子，实现纳米尺度链畴可逆切换。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Cavity Optomechanics of Topological Spin Textures in Magnetic Insulators
拓扑磁结构的集体动力学可以被认为是一个在磁钉扎势中运动的大质量粒子。我们证明了在腔谐振器内，这种有效的机械系统可以通过磁光逆法拉第效应和Cotton-Mouton效应感受到腔光子的电磁辐射压力。我们估计的两个自旋纹理-布洛赫域壁和手征磁孤子晶格的光机耦合的有效参数的值。孤子晶格具有磁手性，因此在圆偏振光中，它表现得像一个手性粒子，其光机械耦合的符号由光的螺旋性和晶格的手性决定。最有趣的是，我们发现了一个水平吸引制度的孤子晶格，这是可调的通过施加磁场。
2019-01-01 cond-mat.mes-hall
Exciton fractional Chern insulators in moiré heterostructures
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本研究在莫尔异质结构中预测了由激子引发的玻色子分数陈绝缘体，通过精确对角化揭示了阿贝尔和非阿贝尔相的稳定性，为非阿贝尔任意子的实现提供了新途径。
2025-12-04 cond-mat.mes-hall
Topological classifications of quadratic bosonic excitations in closed and open systems with examples
根据闭系统运动方程的动力学矩阵和开系统林德布拉德方程的有效哈密顿量的对称性，分析了二次玻色系统的拓扑分类.虽然非厄米特动态矩阵和有效哈密顿量都导致十倍路表，但系统-储层耦合可能导致与储层耦合或不耦合的系统落入不同的类别。一个2D陈省身绝缘体被证明是不敏感的不同的分类。与此相反，我们提出了一个具有手征对称性的一维玻色子Su-Schrieffer-Heeger模型和一个具有时间反演对称性的二维玻色子拓扑绝缘体，以说明相应的开放系统可以分为不同的类别.
2022-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Dynamical solitons and boson fractionalization in cold-atom topological insulators
我们研究了无公度密度下的$\mathbb{Z}_2$玻色-哈伯德模型，该模型描述了一个一维相互作用玻色子系统，其隧穿由动力学$\mathbb{Z}_2$场修饰。在相称的密度，该模型被称为主机交织的拓扑相，其中长程序共存的非平凡的拓扑性质。当系统被掺杂到某些无公度填充物时，这种自发对称性破缺（SSB）和拓扑对称性保护之间的相互作用引起了有趣的分数拓扑现象。特别是，我们在此显示如何拓扑缺陷的$\mathbb{Z}_2$字段可以出现在基态，连接不同的SSB部门。这些缺陷是动态的，可以携带拓扑电荷和分数粒子数穿过晶格。在硬核极限中，这种现象可以通过体缺陷对应来理解。使用泵浦参数，我们表明，它也生存有限的相互作用，展示如何玻色子分馏可以发生在强相关的玻色子系统，其中的主要成分已经实现了冷原子实验。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Invariants for (2+1)D bosonic crystalline topological insulators for all 17 wallpaper groups
该研究针对(2+1)维含任意墙纸群与内部对称性的玻色对称保护拓扑相，提出了可检测所有对应拓扑相的多体不变量，通过精确计算验证方案，并给出具体群例的演示与有效作用量推导，为表征相关晶体拓扑不变量提供了具体方法。
2025-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
