Localization and topological signatures under periodic twisting
Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）；University of Cambridge（剑桥大学）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）
本研究通过周期性扭动诱导空间变化的多频驱动，揭示了动态局域化效应和非平凡拓扑特征的形成机制。
2026-07-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological Floquet Engineering of Twisted Bilayer Graphene
我们研究了Floquet设计的扭曲双层石墨烯在圆偏振激光脉冲驱动下的魔角以上的拓扑性质。采用基于第一性原理电子结构的完整莫尔晶胞紧束缚哈密顿量，我们发现在扭转角大于1.05 $^\circ$的双层中的能带拓扑基本上对应于单层石墨烯的能带拓扑。然而，在该系统中通过层之间的偏置电压打开拓扑上微不足道的间隙的能力使得能够探索完整的拓扑相图，这在单层石墨烯中是不可能的。圆偏振光诱导跃迁到拓扑非平凡的Floquet能带结构，并具有陈氏绝缘体的Berry曲率。重要的是，扭曲允许调谐电子能量尺度，这意味着电子带宽可以被定制以匹配紫外或中红外光子能量区域中的实际驱动频率。这意味着莫尔超晶格是一个理想的游乐场结合双电子学，Floquet工程，并强烈相互作用的制度出热平衡。
2019-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Configure polaritons in twisted $α$-MoO3
莫尔工程作为一种扭曲范德华材料的构形方法，在电子学、磁学和光学领域取得了一系列进展。然而，这些进展源于特殊的莫尔超晶格，形成在小的特定扭曲角。在这里，我们报告的配置纳米级轻物质波-极化激元-通过扭曲堆叠的$α$ -相三氧化钼$α$-MoO 3板在0 $^o$到90 $^o$的广泛范围。我们的实验和理论结果相结合，揭示了各种极化激元波前的几何形状和拓扑转变，通过扭曲。极化激元扭曲组态归因于堆叠$α$ -MoO 3中高度各向异性的双曲型极化激元的电磁相互作用。在扭曲的$α$ -MoO 3中展示的纳米极化激元有望作为定制的纳米光用于按需纳米光子功能。
2020-04-30 cond-mat.mes-hall
Dirac point spectral weight suppression and surface "gaps" in nonmagnetic and magnetic topological insulators
理论预测，当时间反演对称性被面外磁化破坏时，拓扑绝缘体表面的电子可以通过在狄拉克点打开能隙而获得质量（质量狄拉克费米子）.我们报道了一系列拓扑绝缘体材料的光电子能谱研究，重点是狄拉克节点附近的光谱行为。我们的研究结果表明，光谱强度被抑制，导致在材料中的“间隙”的功能，或没有任何磁性杂质或掺杂。磁掺杂样品中的塞曼间隙，预计是相当小的，很可能被掩盖的非磁性强光谱重量抑制涉及一个大的能量尺度，我们报告。因此，在狄拉克节点周围观察到的光发射光谱权重抑制不能作为时间反演对称性破缺磁隙的唯一证据。我们讨论了一些可能的外在和运动学的狄拉克点谱重抑制（“间隙”）在许多常用的拓扑材料中观察到的起源。
2012-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A moiré superlattice on the surface of a topological insulator
扭曲范德华异质结诱导关联多体态提供了一种新的调谐机制在固体物理。在这项工作中，我们从理论上研究了三维拓扑绝缘体表面狄拉克锥在超晶格势作用下的命运。使用图解微扰理论，晶格模型模拟，从头计算的组合，我们阐明了独特的方面扭曲一个单一的狄拉克锥与诱导莫尔电位和重建的表面能带结构的散装拓扑结构的作用。我们报告了一个戏剧性的表面狄拉克锥速度重整化，以及证明了孤立的迷你带形成的拓扑障碍。由于体积的拓扑性质，表面带隙不能打开;相反，出现了额外的卫星狄拉克锥，它可以是高度各向异性的，并且非常平坦。我们讨论了我们的研究结果对未来实验的影响。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Energy gaps, topological insulator state and zero-field quantum Hall effect in graphene by strain engineering
在石墨烯的许多显著品质中，由于电荷载流子的无质量手性特性，其电子性质引起了特别的兴趣，这导致了即使在室温下也可观察到的不寻常现象，如无载流子极限下的金属导电性和半整数量子霍尔效应（QHE）[1 - 3]。因为石墨烯只有一个原子厚，它也容易受到包括机械变形在内的外部影响。后者提供了通过应变控制石墨烯性质的诱人前景，并且最近，一些报告已经研究了单轴变形下的石墨烯[4 - 8]。虽然应变可以诱导额外的拉曼特征[7，8]，但对于约1000 μ m的实际应变，没有观察到或预期石墨烯的能带结构发生显著变化。10%[9 - 11]。在这里，我们表明，沿三个主要晶体学方向排列的设计应变诱导强规范场[12 - 14]，其有效地充当超过10 T的均匀磁场。对于有限掺杂，量子化场导致绝缘体和一对反循环边缘态，类似于拓扑绝缘体的情况[15 - 20]。我们提出了创造这种量子态和观察赝磁QHE的现实方法。我们还表明，应变超晶格可以用来打开石墨烯的电子光谱中的显着的能隙。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gaps in Topological Magnon Spectra: Intrinsic vs. Extrinsic Effects
对于拓扑磁振子谱，确定和解释磁振子交叉点处能隙的存在是表征系统拓扑性质的关键。单晶的非弹性中子散射研究是一种强有力的实验技术，被广泛用于探测拓扑材料的磁激发谱。在这里，我们表明，当散射强度迅速分散在附近的交叉点，如狄拉克点，表观拓扑间隙的大小是非常敏感的实验条件，包括样品镶嵌，分辨率和动量积分范围。我们证明了这些影响使用全面的中子散射测量CrCl $_3$。我们的测量证实了狄拉克磁振子在CrCl $_3$中的无隙性质，但也揭示了一个人为的，即外在的，磁振子间隙，除非动量积分范围被仔细控制。我们的研究提供了一个解释的狄拉克磁振子间隙大小的光谱和第一性原理估计之间的明显差异，并提供了准确的光谱测量拓扑磁振子间隙的指导方针。
2022-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractal energy gaps and topological invariants in hBN/Graphene/hBN double moiré systems
我们计算了石墨烯夹在六方氮化硼中间的准周期双云纹系统的电子结构，并确定了能隙的拓扑不变量。我们发现，电子光谱包含了一些minigaps，他们表现出递归分形结构类似于霍夫施塔特蝴蝶时，绘制对扭转角。每个能隙都可以用一组整数来表征，这些整数与动量空间中的一个区域相关联。相应的区域被几何解释为准布里渊区，它是由多个复合周期的布拉格平面包围的多边形，并且可以由弱势极限下的平波投影唯一地指定。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall
Twisting or untwisting graphene twisted nanoribbons without rotation
关于扭曲或解开丝带的常识是，它需要应用外部旋转来发生。然而，在纳米尺度上，在纳米粒子上应用精确的旋转量并不是一项微不足道的任务。这里，提出了在没有旋转的情况下向扭曲的石墨烯纳米颗粒（TGNR）添加扭曲或从扭曲的石墨烯纳米颗粒（TGNR）去除扭曲的替代方法的概念。该方法包括将TGNR悬挂在两个单独的基板上，并且通过仅改变它们的距离，TGNR的扭曲总量被示出为改变。还示出了微调TGNR的扭曲量的可能性。通过全原子分子动力学模拟和TGNR拓扑参数扭曲和扭动的数值计算，证明了这一概念。证明了上述过程满足所谓的空间曲线的连接数定理。除了实验上可行之外，这个概念揭示了一种新的扭曲到扭曲的过渡现象，这种现象是无张力的，并且不需要控制纳米取向物的端到端距离也不需要控制其临界扭曲密度。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall
Visualizing the interplay of Dirac mass gap and magnetism at nanoscale in intrinsic magnetic topological insulators
在内禀磁性拓扑绝缘体中，狄拉克表面态能隙是量子反常霍尔态和轴子绝缘态的先决条件。然而，要在非纳米比亚实验性的基础上确定这些差距，已证明是一项挑战。在这里，我们使用分子束外延生长本征MnBi_2 Te_4薄膜。使用扫描隧道显微镜/光谱，我们直接可视化狄拉克质量间隙和它的消失低于和高于磁序温度。我们进一步揭示了狄拉克质量间隙和局部磁缺陷的相互作用。我们发现，在高缺陷区，狄拉克质量间隙崩溃。从头算和耦合狄拉克锥模型计算提供了深入了解缺陷密度和空间间隙变化之间的相关性的微观起源。该工作提供了明确的识别的狄拉克质量间隙在MnBi 2 Te 4，并通过揭示其间隙变化的微观起源，建立了一个材料设计原则，实现奇异态的内禀磁性拓扑绝缘体。
2022-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and ferroelectric phase diagram of twisted CrI$_3$ layers
本研究以CrI$_3$为模型，揭示层间堆叠势能导致的结构弛豫对扭转超晶格铁性（磁性基态与铁电涡旋）的关键影响，磁泡消失而铁电涡旋因拓扑保护稳健，推动扭转电子学物理的重新审视。
2025-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Momentum-resolved spectroscopy of superconductivity with the quantum twisting microscope
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
量子扭转显微镜通过平面隧道装置探测超导性，揭示配对对称性和微观起源。
2026-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological interface modes in local resonant acoustic systems
拓扑声子晶体是一种周期性的人工结构，可以支持非平凡的声学拓扑带，其拓扑性质与拓扑边模的存在有关。以往的研究主要集中在布拉格带隙中由晶格散射引起的拓扑边缘模。虽然局部共振间隙在声波的亚波长控制中有很大的用途，但是否有可能在局部共振间隙中实现拓扑界面态是一个问题。本文研究了时间反演对称声学系统中局域共振带隙附近的拓扑能带，并利用弹簧-质量模型详细描述了能带结构的演化。我们的声学结构可以在亚波长区产生三个带隙：一个是由单胞的局域共振引起的，另两个是由能带折叠引起的。发现拓扑界面态只能存在于带折叠诱导带隙中，而不会出现在局域共振带隙中。数值模拟结果与理论分析结果吻合较好。该研究为亚波长声波的局域化提供了一种途径。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Dynamic twisting and imaging of moiré crystals
University of California, San Diego（加州大学圣迭戈分校）；Harvard University（哈佛大学）；National Institute for Material Science（国立材料研究所）
本文提出了一种基于扫描探针的操纵方案，实现摩尔晶体的动态扭折控制和成像，展示了在多种材料上的角度调节与成像能力，实现了摩尔材料角相图的单设备映射。
2026-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning Topological Transitions in Twisted Thermophotovoltaic Systems
扭曲双层二维电子系统引起了许多奇异现象，为量子材料的研究开辟了新的前沿。在光子学中，通过近场相互作用耦合的扭曲二维系统提供了一个研究局域化和激光的平台。在这里，我们建议扭曲可以是一个前所未有的工具来调整近场热光伏系统的性能。值得注意的是，通过扭曲诱导的光子拓扑跃迁，我们实现了热光伏能量效率和功率的显着调谐。基本的机制是与改变的光子等频轮廓从椭圆形到双曲线几何形状的设置中的六边形氮化硼超颖表面作为热源和锑化铟$p$ - $n$结作为细胞。我们发现，在我们的热光伏系统中，能量效率可以达到卡诺效率的53%，而输出功率可以达到$1.1\times10^4$ ~W/m $^2$，而不需要在源和电池之间有很大的温差。我们的研究结果表明了扭曲近场热光电探测的广阔前景，并为可调谐、高性能的热光电探测和红外探测铺平了道路。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Two dimensional topological insulators with tunable band gaps: HgTe and HgSe monolayers
采用从头算电子计算方法，我们提出了一种新型的二维拓扑绝缘体（TI），单层低屈曲碲化汞（HgTe）和硒化汞（HgSe），具有可调的带隙.单层LB HgTe在适当的面内拉伸应变（ε > 2.6%）下，由于应变和自旋轨道耦合（SOC）的共同作用，发生了向拓扑非平凡相的转变。在2.6%< ε <4.2%的拉伸应变下，SOC引起能带反转和拓扑非平凡带隙，当ε > 4.2%时，当应变从2.6%增加到0.20eV时，单层LB HgTe TI相的带隙可以在很宽的范围内进行调节至7.4%。当应变ε > 3.1%时，单层LB HgSe的拓扑相变由应变和SOC引起。当应变增加到约4.6%时，拓扑带隙可以为0.05eV。2D LB HgTe和HgSe单层膜的大带隙使得这种类型的材料适合于在室温下的实际应用。
2015-10-16 cond-mat.mes-hall
Gap Generation in Topological Insulator Surface States by non-Ferromagnetic Magnets
结果表明，与天真的期望相反，单粒子光谱间隙可以打开的三维拓扑绝缘体的表面状态，通过使用相称的面外和面内反铁磁或亚铁磁绝缘薄膜。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Functionalized Germanene as a Prototype of Large-Gap Two-Dimensional Topological Insulators
利用第一性原理计算，我们在功能化锗烯（GeX，X=H，F，Cl，Br或I）中提出了新的二维拓扑绝缘体（TI）.我们发现GeI是一个2D TI的体积间隙约为0.3 eV，而GeH，GeF，GeCl和GeBr可以转化为TI的可实现的拉伸应变下具有相当大的差距。结果表明：由于功能化，自旋轨道耦合较强的$σ$轨道取代了自旋轨道耦合较弱的$π$轨道，占据了费米能级附近的态;其中，Ge和重卤素的$p_{xy}$轨道在形成$σ$轨道中的耦合也在进一步扩大中起关键作用卤代锗烯的间隙。我们的研究结果表明，在室温下利用拓扑效应的现实可能性。
2014-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Noise probing of topological band gaps in dispersionless quantum states
本文发现积分电流噪声与拓扑带隙的定量关系，提出一种探测平带材料拓扑带隙的新实验方法，适用于莫尔系统。
2023-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological gaps without masses in driven graphene-like systems
我们说明了在石墨烯类系统中实现带隙的可能性，这些系统在质量方面超出了现有的带隙狄拉克哈密顿量的分类。作为我们的主要例子，我们考虑由于蜂窝晶格随时间变化的扭曲所产生的带隙。通过一个精确的，可逆的，和运输保持映射到一个时间无关的哈密顿量，我们表明，该系统具有量子化霍尔电导率$\pm e^2/h$陈绝缘相。相应的无带隙边缘模式的手征性是可控的驱动的频率和亚晶格对称性被打破的动态晶格调制的方式。最后，我们讨论了一个有前途的可能实现这一物理在光子晶格。
2014-03-28 cond-mat.mes-hall
Fate of surface gaps in magnetic topological insulators
本文研究了磁性拓扑绝缘体中表面能隙的机制，发现磁子介导的电子-电子相互作用具有长程特性，能显著增强垂直表面的带隙，并在平行表面诱导出类似无质量能隙的特征，从而主导表面多体性质。
2024-11-19 cond-mat.mes-hall
Unconventional topological edge states in one-dimensional gapless systems stemming from nonisolated hypersurface singularities
本研究揭示了一维无隙系统中源于非孤立超曲面奇点的非常规拓扑边缘态，提出基于本征标架旋转和非布洛赫能带理论的理论框架，并首次通过非互易电路实验验证，将拓扑边缘态从有隙相扩展至无隙相。
2025-03-05 cond-mat.mes-hall
Twisting the near-field radiative heat switch in hyperbolic antiferromagnets
本文研究双曲反铁磁绝缘体间近场辐射传热的扭转与磁场调控，发现约1.5 T磁场下热流非单调最小化，并提出扭转诱导热开关器件，为动态热管理提供新思路。
2022-05-16 cond-mat.mes-hall
Engineering Proximity Exchange by Twisting: Reversal of Ferromagnetic and Emergence of Antiferromagnetic Dirac Bands in Graphene/Cr$_2$Ge$_2$Te$_6$
我们从第一性原理出发研究了单层Cr $_2$ Ge $_2$ Te $_6$上扭曲石墨烯中邻近交换耦合的扭曲角和栅极依赖性。将石墨烯的近似狄拉克带色散拟合到模型哈密顿量，从而对于0 $^{\circ}$和30 $^{\circ}$之间的一系列扭转角产生有效的亚晶格分辨的邻近诱导交换参数（$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A}$和$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B}$）。对于取向层（0 $^{\circ}$扭转角），石墨烯的交换耦合在两个亚晶格上是相同的，$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A} \approx λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B} \approx 4$ meV，而耦合在30 $^{\circ}$（具有$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A} \approx λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B} \approx -4$ meV）处是相反的。值得注意的是，在19.1 $^{\circ}$时，诱导的交换耦合变为反铁磁：$λ_{\textrm{ex}}^\textrm{A} < 0, λ_{\textrm{ex}}^\textrm{B} > 0$。通过横向电场和层间距离提供进一步的调谐。预测的邻近磁化反转和反铁磁狄拉克色散的出现使得扭曲石墨烯/Cr $_2$ Ge $_2$ Te …
2022-03-18 cond-mat.mes-hall
Topological energy gaps in the [111]-oriented InAs/GaSb and GaSb/InAs core-shell nanowires
采用$8\times 8$ Luttinger-Kohn $\vec{k}\cdot\vec{p}$哈密顿量对[111]取向的InAs/GaSb和GaSb/InAs核壳纳米线进行了研究，以寻找电子和空穴反转带之间的非零基本能隙。我们重点研究了拓扑非平凡的基本能隙、杂化能隙和有效能隙随纳米线核半径和壳层厚度的变化。所有能隙随结构参数的变化都主要受量子尺寸效应的影响。当核半径固定时，拓扑非平凡的基本能隙只存在于中间壳层厚度处。GaSb/InAs核壳纳米线的最大禁带宽度为$\sim 4.4$ meV，InAs/GaSb核壳纳米线的最大禁带宽度为$\sim 3.5$ meV，而GaSb/InAs核壳纳米线的最大禁带宽度在更宽的几何参数范围内保持不变。这两种纳米线之间存在差异的内在原因是，在壳层中，InAs的类电子态比GaSb的类空穴态更离域，而在芯层中，GaSb的类空穴态比InAs的类电子态更离域，这两种特征都有利于更强的电子-空穴杂化。由于在其他材料的纳米线中也发现了类似的电子态和空穴态的特征，因此将类空穴态置于核中，而将类电子态置于核壳纳米线的壳中可以作为一个共同的规则，以获得更好的拓扑性质。
2016-03-03 cond-mat.mes-hall
Band Gaps and Localization of Surface Waves at Hyperbolic Material and Topological Insulator Interfaces
National Nuclear Research University MEPhI（国立核研究大学莫斯科工程物理学院）；University of Arizona（亚利桑那大学）
本文针对双曲材料与拓扑绝缘体界面表面波建立分析判据，明确其带隙、传播条件等，结合实例分析损耗影响，为中红外光子结构调控提供设计准则。
2026-09-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Higher-Order Topological States in Acoustic Twisted Moiré Superlattice
扭曲莫尔超晶格（TMS）是具有奇异物理特性的迷人材料。尽管对电子、光子和声子的TMS进行了大量的研究，但从未见过TMS能够呈现出更高阶的能带拓扑。在这里，我们报告的声学TMS高阶拓扑状态的实验观察。通过在耦合声谐振器的双层蜂窝晶格中引入莫尔扭曲，我们发现了一个具有设计的层间耦合的制度，其中出现了具有高阶拓扑结构的相当大的带隙。这种高阶拓扑相位拥有独特的拓扑边缘和角落状态，这可以通过带隙以下的声学布洛赫带的Wannier中心来理解。我们确认实验的高阶带拓扑结构的边缘和角落的状态，使用声学泵浦探测测量的特征。通过理论和实验的补充，我们的研究为TMS的能带拓扑开辟了一条道路。
2021-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The honeycomb lattice with multi-orbital structure: topological and quantum anomalous Hall insulators with large gaps
基于蜂窝晶格中的$p_x$ -和$p_y$ -轨道带，构造了二维拓扑绝缘体和量子反常霍尔绝缘体的最小四带模型.多轨道结构允许原子的自旋-轨道耦合，这提升了两组在位Kramers双峰$j_z=\pm\frac{3}{2}$和$j_z=\pm\frac{1}{2}$之间的简并度。由于在$Γ$和$K(K^\prime)$点处布洛赫波态的轨道角动量结构，拓扑能隙等于原子的自旋轨道耦合强度，比基于$s$ - $p$带反转机制的拓扑能隙大得多.在弱和中等自旋轨道耦合强度下，拓扑能隙是整体能隙。基于Clifford代数解析求解了能谱和本征波函数。自旋轨道耦合场$λ$、亚晶格不对称性$m$和Néel交换场$n$之间的竞争导致了$Γ$和$K (K^\prime)$点的能带交叉，从而导致了各种拓扑能带结构的跃迁.在三个能隙参数$λ$、$m$和$n$满足三角不等式的条件下，得到了量子反常霍尔态.平带也自然地出现，这允许本征态的局部构造。上述机制与几类固态半导体材料有关。
2014-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Simultaneous Multi-frequency Topological Edge Modes between One-dimensional Photonic Crystals
从理论上证明了在弱色散极限下，一维二元中心对称光子晶体可以在所有光子带隙中支持拓扑边缘模。通过分析它们的体带拓扑，这些“谐波”拓扑边缘模式可以以它们存在于在布里渊区的中心处打开的所有光子带隙处或在区边界处打开的所有间隙处或两者的方式来设计。研究结果为实现非线性光子学中的多频耦合模式提供了一种新的方法，如频率上转换。
2016-03-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Characterizing generalized Floquet topological states in hybrid space-time dimensions
本研究针对时空调制系统中非常规拓扑态的描述难题，提出用空间和时间方向传输矩阵表征广义Floquet拓扑态的方法，适用于厄米与非厄米系统，还发现了拓扑性质不随原胞中心变化的反常Floquet准动量隙。
2024-09-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topological Classificaton of Non-Hermitian Gapless Phases: Exceptional Points and Bulk Fermi Arcs
根据点能隙和线能隙两种复合能隙，对非厄米系统中的无隙相进行了分类。我们发现，例外的点，不仅本征能量，而且本征态合并，其特征在于通过关闭点间隙与非平凡的拓扑电荷的间隙。此外，我们发现，体费米弧伴随着例外点是强大的，因为真正的线间隙的拓扑电荷。在分类的基础上，还讨论了一些实例。
2019-11-20 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Hierarchy of Floquet gaps and edge states for driven honeycomb lattices
蜂窝晶格中的电磁驱动可以诱导间隙和拓扑边缘状态，其结构随着驱动频率的降低而增加复杂性。虽然高频率的情况下是最简单的分析，我们专注于多光子过程中允许在低频制度，揭示层次的Floquet边缘状态。在低强度的情况下，分析方法使我们能够得到有效的哈密顿量，并解决每个间隙的拓扑特征的建设性的方式。在高强度下，我们得到的边缘状态的净数，给出的缠绕数，与数值计算的每个Floquet带的陈数。使用这些方法，我们找到了一个类似于俄罗斯套娃的层次结构。这个层次分类的差距和相关的边缘状态在不同的顺序，根据电子-光子耦合强度。对于大的驱动强度，我们依赖于绕组数的数值计算，说明在拓扑相变的地图。与低能量有效哈密顿量一起揭示的层次结构以及拓扑相变的映射揭示了低频区域中Floquet能带结构的复杂性。所提出的有效哈密顿量的计算方法可以很容易地应用于二维材料的其他Dirac哈密顿量，甚至可以应用于三维拓扑绝缘体表面的Dirac哈密顿量。
2015-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian Pseudo-Gaps
带隙的概念在物质的表征中无处不在。特别有趣的是伪间隙，这是一个神秘的区域，状态密度非常低，与高温超导等新现象有关。在这项工作中，我们发现了一个新的非厄米机制，诱导伪间隙时，边界引入晶格。它一般是由于两个或多个非对称泵浦通道之间的干涉而产生的，在厄米系统中没有类似的现象。从数学上讲，它可以被看作是由复杂能量平面中的谱流的发散所产生的，类似于尖锐边缘如何在电导体附近产生发散的电场。一个非厄米赝能隙可以像普通的拓扑能隙一样拥有受保护的中间能隙模式，但是中间能隙模式是扩展的而不是边缘局域的，并且对破坏能隙的扰动表现出极端的敏感性。令人惊讶的是，即使伪带具有分数拓扑绕组，或者在相变点的边缘情况下，甚至根本没有明确定义的陈数，伪带隙也可以拥有整数个边缘模式。伪能隙超越了拓扑体边界对应的传统概念，甚至是能带的概念，它具有深远的意义，可以扩展到多体环境，如分数陈省身绝缘体。
2021-06-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear Hall Effects in Strained Twisted Bilayer WSe$_2$
最近，有人指出双层WSe $_2$的扭曲会在费米能级附近产生拓扑非平凡的平坦带。在这项工作中，我们表明，扭曲双层WSe $_2$（tWSe $_2$）与单轴应变表现出大的非线性霍尔（NLH）响应由于非平凡的Berry曲率的平带。在拓扑相变点附近，非线性光学效应得到了很大的增强。重要的是，非线性霍尔信号在拓扑相变点上改变符号，并提供了一种识别拓扑相变和探测平坦带的拓扑性质的方法。拓扑相变点附近的NLH效应的强增强和高可调谐性使得tWSe $_2$和相关的莫尔材料成为用于整流和二次谐波产生的新平台。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall
Aperiodic-quasiperiodic-periodic properties and topological transitions in twisted nested Moiré patterns
本文研究了扭曲嵌套Moiré图案的非周期-准周期-周期性质，基于提出的TNPC推导了SGFs和SSHϕ哈密顿量，揭示了其与拓扑转变的关联，获得了具有C2z对称性的高阶拓扑态。
2024-02-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological charge pumping by sliding moiré pattern
研究了叠栅超晶格中层间滑移驱动的绝热拓扑电荷泵。我们表明，当我们滑动一个单一的层的扭曲双层系统相对于其他，莫尔图案流和量子化的电子传输发生。当费米能级处于谱隙内时，层间滑移过程中的抽运电荷数被量子化为滑移的陈数，它服从类似于量子霍尔效应的丢番图方程。我们将这个论点应用到扭曲的双层石墨烯上，发现几乎平坦的能带上方和下方的能隙具有非零的滑动陈氏数。当费米能级处于这两个带隙中时，在垂直于滑移方向上发生滑移驱动的拓扑抽运。
2019-10-10 cond-mat.mes-hall
Topological properties of the mesoscopic graphene plaquette: QSHE due to spin imbalance
我们研究了在存在内禀自旋轨道相互作用和垂直磁场的情况下受限蜂窝晶格的电子性质，并报道了由边缘态的特殊性质所证实的量子自旋霍尔电导的不寻常方面. ISO相互作用在Hofstadter谱中诱导两个特定的能隙，即由Beugeling等人[Phys.Rev.B86，075118（2012）]定义的“弱”拓扑能隙和能谱的相对论范围中的自旋不平衡能隙。我们分析了螺旋态随磁场和安德森无序度的演化。的自旋相关的状态和它的依赖于无序强度的“边缘”本地化。量子输运，在Landauer-Büttiker形式主义处理，揭示了有趣的新平台的量子自旋霍尔效应（QSHE），也是整数量子霍尔效应（IQHE），在相应的能量范围内的自旋不平衡的差距。的自旋相关的透射矩阵，确定相对于自旋，能量和磁场的纵向和横向电阻的对称性的属性示出。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall
Stacking and gate tunable topological flat bands, gaps and anisotropic strip patterns in twisted trilayer graphene
具有扭曲中间层的三层石墨烯最近作为一种新的平台出现，在其魔角附近表现出相关相和超导性。其电子结构在扭转角$θ$、层间电势差$Δ$和顶-底层堆叠$τ$的参数空间中的详细表征揭示，对于$θ\simeq1.5^{\circ}$顶-底层堆叠，在$τ_{\rm AB}$堆叠的较宽的$1^{\circ} \sim 1.7^{\circ}$范围之间，由于在存在有限$Δ$的情况下初级和次级带隙的打开，其频带通常具有有限的谷陈数，并且对于所考虑的所有$τ$，其谷陈数低于$θ\lesssim 0.6^{\circ}$。最大的$U/W$比预计在魔角$\sim 1.5^{\circ}$时，$|Δ| \sim 0$ ~meV的AA，并略低于附近的$\sim 1.4^{\circ}$有限$|Δ| \sim 25$ ~meV的AB堆叠，和附近的$θ\sim 0.4^{\circ}$的两个堆叠。当$τ$是AB和BA之间的鞍点堆叠矢量时，我们观察到明显的各向异性局域态密度（LDOS）条带图案，具有破缺的三角旋转对称性。我们提出的光学电导率的计算，反映了电子结构的变化所引入的堆叠和门可调系统参数。
2021-04-04 cond-mat.mes-hall
Topological fingerprints in Liouvillian gaps
本文以含耗散的 Kitaev 链为例，证明开放量子系统的 Liouvillian 能隙可携带拓扑指纹，并揭示弱耗散下其对基态拓扑相与化学势的依赖。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
The Interacting Energy Bands of Magic Angle Twisted Bilayer Graphene Revealed by the Quantum Twisting Microscope
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
研究通过量子扭曲显微镜揭示魔角扭曲双层石墨烯的相互作用能带，展示电子在不同动量空间呈现轻重电子特性，揭示其电子双重本质。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Fermi-polaron Polaritons with Electrically Invertible Topology
University of Michigan（密歇根大学）；Department of Nuclear Engineering, University of Michigan（密歇根大学核工程系）
本文提出费米极化子极化激元，通过多体相互作用与光子对称性结合，实现大带隙及电可逆拓扑，为可编程拓扑光子学提供新平台。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Twisted TMDs in the small-angle limit: exponentially flat and trivial bands
本文研究了小扭曲角极限下TMDs的MacDonald哈密顿量，通过推广半经典技术至矩阵值势，证明了其低能能带具有指数级小宽度、拓扑平凡且遵循谐振子型能级间距。
2024-01-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Nonlocal thermoelectric engines in hybrid topological Josephson junctions
对拓扑约瑟夫森非定域热机的热电性能进行了深入研究。非局部响应是通过使用一个正常的金属探针耦合只有一个接近的螺旋边缘在中间的结。在这种结构中，我们研究了磁通偏置和相位偏置如何触发超导终端之间的温差的应用下的非局部热电效应。可能的实验非理想性，如不对称接近超导间隙被认为是显示如何的非局部响应可以受到影响。多普勒频移，这往往会关闭的差距，和Andreev干涉，这会影响粒子-空穴共振传输之间的相互作用，明确确定不同的操作制度。最后，我们讨论的功率和效率的拓扑热电引擎，达到最大功率在最大效率的耦合正常探头。我们发现相当高的非本地塞贝克系数的顺序的十分之$μ$ V/K在几开尔文，一个信号，这将是明确的检测也对任何虚假的本地效果，即使有适度的不对称的差距。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Complex classes of periodically driven topological lattice systems
周期性驱动（Floquet）晶体由它们的准能谱描述。它们的拓扑性质的特点是连接到这个频谱的间隙的不变量。在这篇文章中，我们定义这样的不变量在所有的空间维度，无论是在没有对称的情况下，并在酉手征对称性存在的情况下。当不存在对称性时，可以在所有偶数空间维度中的每个间隙中定义$\mathbb{Z}$值不变量。这个不变量并不能捕获存在手征对称性的系统的所有性质。在偶数空间维中，手征对称性对不同间隙的手征对称性的值有一定的限制。在奇数维空间中，手征对称性也使得能够仅在手征间隙$0$和$π$中定义$\mathbb{Z}$值不变量。我们涉及到两个间隙不变量的标准不变量表征的准能带的系统。在一维和三维的例子进行了讨论。
2016-03-21 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Topological Photonic Tamm-States and the Su-Schrieffer-Heeger Model
本文研究了半无限一维光子晶体与金属界面上拓扑Tamm态的形成。我们表明，当系统是拓扑非平凡的有一个单一的Tamm状态在每个带隙，而如果它是拓扑平凡的带隙主机没有Tamm状态。我们连接的消失的Tamm状态的拓扑过渡从一个拓扑非平凡的系统拓扑平凡的。这种拓扑转变是由单位晶胞中的介电函数的修改驱动的。我们的解释进一步支持麦克斯韦方程组的解决方案之间的精确映射和这些解决方案的紧束缚表示的存在。我们表明，紧束缚表示的一维光子晶体，麦克斯韦方程组的基础上，对应于一个苏-施里弗-海格尔型模型（SSH模型）的每一组对带。扩展这个表示附近的带边，我们表明，该系统可以描述的Dirac类哈密顿量。它允许一个特征的拓扑结构与麦克斯韦方程组的解决方案，通过绕组数。此外，对于无限大系统，我们提供了一个解析表达式的光子带隙可以计算。
2020-01-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Measuring topological invariants from generalized edge states in polaritonic quasicrystals
利用腔极化激元研究了Fibonacci准晶的拓扑性质。由两个斐波那契序列级联而成的复合结构允许研究在分形能谱的间隙中形成的广义边缘态。我们利用这些广义边态来确定准晶的拓扑不变量。当改变斐波那契序列的结构自由度（相位子）时，边缘状态在光谱上穿过间隙，而它们的空间对称性切换：这种光谱和空间演化的周期性产生间隙拓扑数的直接测量。我们确定的拓扑不变量与间隙标记定理指定的拓扑不变量一致，说明了斐波那契准晶的分形和拓扑性质之间的直接联系。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Engineering flat bands in twisted-bilayer graphene away from the magic angle with chiral optical cavities
本研究利用手性光学腔在扭曲双层石墨烯中稳定拓扑平带，扩展至魔角外约0.8°至1.3°区间，通过时间反演对称性破缺实现能带平坦化与拓扑相变。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Flat bands, Dirac cones, and higher-order band crossings in twisted multilayer graphene
该研究针对两层n层Bernal堆叠石墨烯的手性极限，证明能带结构存在三分法规律，推翻了该类模型仅能有高阶能带交叉或平带的传统认知，发现了新型拓扑相变。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
