Tensor Theory for Higher Dimensional Chern Insulators with Large Chern Numbers
拓扑人工系统的最新进展为在比通常的三维空间更高的维度上实现拓扑状态打开了大门。在这里，我们提出了一个“张量积”理论，它提供了一种方法来构建任意高的尺寸和陈数的陈绝缘体。特别地，我们证明了$d_A$ D Chern绝缘体$\langle \mathcal{H}_A^{(κ_{A})}, C_A\rangle$与$d_B$ D Chern绝缘体$\langle \mathcal{H}_B^{(κ_B)}, C_B\rangle$的张量积导致$(d_A+d_B)$ D Chern绝缘体$\langle \mathcal{H}_{A B}^{(κ_A\star κ_B)},-2C_AC_B\rangle $，其中在括号中，$\mathcal{H}^{(κ)}$是$d$ D哈密顿量，$C$是相应的$(d/2)$ th Chern数，$κ$标记了五个非手征Altland-Zirnbauer对称类A，AI，D，AII和C。四个实类AI、D、AII和C在乘法“$\star$”下形成克莱因四元群，类AI是单位元，类A是零元。我们的理论导致新的高维拓扑物理。(i)该构造可以生成大的高阶陈数，例如，对于某些情况，所得到的分类是$8\mathbb{Z}$。(ii)有趣的是，边界态的特征是具有非平凡陈荷的平坦节点超曲面。对于所构造的$(d_A+d_B)$ D Chern绝缘体，垂直于$\mathcal{H}…
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Chern band insulators in magnetic field
讨论了磁场对二维陈氏带绝缘体的影响。结果表明，不同于平凡的绝缘体，一个异常的霍尔绝缘体与陈数$C$成为金属时，磁场施加在恒定的粒子密度，任何$C>0$。对于具有自旋Chern分辨数$C_\uparrow= - C_\downarrow=C$的时间反演不变拓扑绝缘体，磁场诱导自旋极化的自旋霍尔绝缘体。我们还考虑了超晶格势的影响，并将以前的填充Hofstadter带的霍尔电导量子化的结果扩展到这个问题。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
The insulator/Chern-insulator transition in the Haldane model
我们研究了Haldom模型的几个物理性质的行为，系统经历了从正常绝缘体到陈绝缘体相的转变。我们发现，密度矩阵在两个绝缘阶段的指数衰减，而具有幂律衰减，更具有金属系统的特点，正是在相边界。的最大本地化的Wannier函数的总传播被发现发散在陈绝缘体阶段。然而，其规范不变的部分，有关的本地化长度的雷斯塔和Sorella，是有限的，在两个绝缘阶段和发散的相边界接近。我们还澄清了通常的算法，用于构建Wannier函数分解为一个交叉到陈绝缘体区域的相图。
2006-08-24 cond-mat.mes-hall
Quasicrystalline Chern Insulators
陈氏绝缘体或量子反常霍尔态是一种具有整数霍尔电导率但没有朗道能级的拓扑态。它已经在各种具有周期结构的二维晶格上得到了很好的建立。在这里，我们报告类似的陈绝缘体也可以实现准晶体与$5$折叠旋转对称。提供交错磁通通过格片，我们提出了两种类型的准晶陈氏绝缘体。它们的拓扑特征可以通过边态的鲁棒性、非零的实空间Chern数和量子化电导来很好地识别。我们进一步发现，在某些特定能量下，量子化陈数的整数电导率是不成立的。因此，我们的研究为在非周期体系中寻找拓扑材料提供了一个新的契机。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall
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
Entanglement Chern number for three-dimensional topological insulators: Characterization by Weyl points of entanglement Hamiltonians
我们提出用纠缠哈密顿量的陈数来刻画三维拓扑绝缘体。这里我们采用系统的广义自旋配分，它提取了多体基态上下自旋之间的量子纠缠。在三维空间中，拓扑绝缘体的相位可以用截面纠缠陈氏数来描述，这是布里渊区中周期平面的纠缠陈氏数。节纠缠陈数作为定义在时间反演不变平面上的$Z_2$不变量的插值。我们发现，截面纠缠Chern数的变化保护了纠缠哈密顿量的Weyl点，而Weyl点个数的奇偶性区分了强拓扑绝缘体相和弱拓扑绝缘体相.
2017-10-24 cond-mat.mes-hall
Chiral Topological Excitons in a Chern Band Insulator
一类被称为陈氏带绝缘体的半导体材料具有非零拓扑陈氏整数和手征激子边模。利用一个典型的双带Chern绝缘体模型，通过计算交叉关联函数得到激子带及其Chern整数。最低激子带在电子Chern绝缘体相中获得了$\pm 1$和$\pm 2$等Chern整数。非平凡的拓扑结构可以通过激子边缘模式的非局部光电响应和由于体模引起的互相关响应中的相移来实验观察。我们的研究结果表明，磁掺杂碲化汞，InAs/GaSb量子阱和$\text{(Bi,Sb)}_{2} \text{Te}_{3}$薄膜的拓扑激子的平台是有前途的候选人。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall
Chern Bands' Optimally Localized Wannier Functions and Fractional Chern Insulators
针对分数陈绝缘体研究中孤立陈能带实空间表示的需求，提出通过最优规范选择构造陈能带最优局域Wannier函数的方法，应用于kagome晶格并识别出利于分数陈绝缘体形成的相互作用通道。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal crossover from a Chern insulator to a fractional Chern insulator in pentalayer graphene
本研究通过理论分析五层石墨烯的温度依赖输运数据，揭示其从低温量子反常霍尔效应到高温分数量子反常霍尔效应的转变为相互作用与无序竞争导致的热渡越现象，并解释了低温下后者受抑制的载流子局域化机制。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-order topological insulators from high-dimensional Chern insulators
拓扑绝缘体是一种新的物质状态，它们有一个共同的功能：：它们的光谱带与非局部整数值指数相关，通常通过量子化的体现象和鲁棒的边界效应来表现。在这项工作中，我们证明了使用降维，高阶拓扑绝缘体的后代从一个手性半金属在更高的维度。具体来说，我们分析了祖先四维陈省身绝缘体的限制，它成为手征和二维二阶拓扑绝缘体的关系。相应地，量子化的电荷积累在角落的2D后代获得和相关的拓扑指数-第一和第二陈数-的祖先模型。我们的方法提供了高阶拓扑绝缘体和拓扑泵的边界状态之间的连接-后者是高维陈省身绝缘体的动态实现。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Photonic Chern insulators made of gyromagnetic hyperbolic metamaterials
利用人工光子晶体和电磁超材料控制光的传播是光子学领域的一个重要课题。值得注意的是，在光子Chern绝缘体的表面上或界面处的手性边缘态可以用于制造无反射波导。本文通过理论分析和电磁模拟，证明了旋磁双曲型超材料（GHM）是一种具有优良特性的光子Chern绝缘体。作为一种新的机制，在这些超材料中的双曲和旋磁效应的同时发生被证明打开与间隙陈数为1的大拓扑带隙。重要的是，与许多其他光子陈氏绝缘体不同，GHM陈氏绝缘体在其表面上具有非辐射手性边缘模式，因此允许在没有包覆金属的情况下制造单向波导，而包覆金属通常会产生相当大的欧姆损耗。此外，与晶体拓扑绝缘体相比，Chern绝缘体中的光子边缘态在很宽的长度尺度上都具有很强的抗无序性，并且通过改变外加磁场的方向，Chern绝缘体表面上的光流动方向可以很容易地翻转.有趣的是，我们发现拓扑表面波的负折射发生在GHM与旋磁参数相反的符号之间的边界。最后，我们表明，与其他光子拓扑材料，如手征双曲材料相比，目前的GHM陈氏绝缘体可以更容易地制作。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anomalous Chern-Simons orbital magnetoelectric coupling of three-dimensional Chern insulators: gauge-discontinuity formalism and adiabatic pumping
针对三维陈绝缘体因拓扑障碍导致陈-西蒙斯轨道磁电耦合定义不明确的问题，本工作采用规范不连续形式主义推导了量子化层分辨响应，证明相邻层耦合差异以$-C e^2/h$量子化，且反常耦合可经绝热泵浦传输，为理解其磁电响应及设计层状拓扑现象提供理论框架。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall
Stability of fractional Chern insulators with a non-Landau level continuum limit
本文通过广义Hofstadter模型研究不具有朗道能级连续极限的分数量子霍尔绝缘体，数值验证了几何稳定性假设对非朗道能级连通的Chern能带同样成立。
2024-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Simulation and Detection of Photonic Chern Insulators in One-Dimensional Circuit Quantum Electrodynamics Lattice
介绍了一种利用一维电路量子电动力学阵列实现和探测光子拓扑Chern绝缘体的简单方法。通过周期性地调制阵列的耦合，我们表明，这个一维模型可以映射到一个二维的陈省身绝缘体模型。除了允许光子陈省身绝缘体的研究，这种方法也提供了一个自然的平台，实现实验劳克林的泵的论点。基于拓扑绝缘体的散射理论和输入-输出形式，我们证明了可以直接探测光子边缘态，并且可以从反射系数相位的缠绕数来检测拓扑不变量。
2015-10-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Realization of the Haldane Chern insulator in a moiré lattice
陈氏绝缘体表现出量子化的霍尔效应，而没有朗道能级。在1988年的一篇具有里程碑意义的论文中，Halfman证明了陈氏绝缘体可以通过蜂窝晶格中复杂的次近邻跳跃来实现。尽管它对拓扑物理学领域产生了深远的影响，并且最近在冷原子实验中得到了应用，但在固态材料中，Halfton模型仍然难以捉摸。在这里，我们报告的实验实现的一个Halenchern绝缘体在AB堆叠MoTe 2/WSe 2莫尔双层，形成一个蜂窝状莫尔晶格与两个子晶格居住在不同的层。我们证明了每个晶胞中填充两个电荷粒子的莫尔双层膜是一个具有可调电荷带隙的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。在小的面外磁场作用下，磁输运研究表明，该材料为陈氏绝缘体，其陈氏数c=1。结果定性捕获的广义Kane-Mele紧束缚哈密顿量。塞曼场将QSH绝缘体分成两个相对谷的半部分-一个具有正的莫尔带隙，另一个具有负的莫尔带隙。我们的研究突出了半导体莫尔材料在工程拓扑晶格哈密顿中的独特潜力。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall
Chern insulator optics
McGill University（麦吉尔大学）；University of Toronto（多伦多大学）
该研究利用陈绝缘体场理论，推导了体陈绝缘体多层结构的光学系数，发现其界面可完全反射正入射光，且MnBi₂Te₄薄膜的光学旋转远大于拓扑平庸介质，为拓扑的低频光学特征提供了直接证据。
2026-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum quenches in a pseudo-Hermitian Chern insulator
我们提出用量子猝灭动力学方法来揭示赝厄米陈氏绝缘体的拓扑结构。在q-变形的Pauli矩阵的基础上定义了伪Hermitian Chern绝缘体的Bloch哈密顿量，这与变形代数的表示有关。我们展示了赝厄米相的体-面对偶性，并进一步建立了静态能带拓扑和猝灭动力学之间的具体关系。结果也被推广到一个完全非平衡的情况下，postquench演变是由Floquet伪厄米哈密顿。此外，我们提出了一个可能的方案来实现看似具有挑战性的模型在双层晶格和检测的动力学与双淬火协议。
2023-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Interacting Chern Insulator in Infinite Spatial Dimensions
我们研究了一个通用的模型的陈氏绝缘体补充哈伯德相互作用在任意偶数维$D$，并证明该模型仍然是定义良好的和非平凡的$D \to \infty$限制。动力学平均场论是适用的，并预测了一个相图与连续的拓扑不同的阶段分离相关的莫特绝缘体从平凡的带绝缘体。我们讨论了各种功能，如绝缘和半金属状态，这是非常规的非相互作用的情况下，已经难以捉摸的区别。拓扑相位的特征在于用非量化的Chern密度代替Chern数作为$D\to \infty$。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Absence of Edge States in The Valley Chern Insulator in Moiré Graphene
我们研究了单层和双层石墨烯扭曲片的边缘谱，在这种情况下，连续模型预测了一个谷陈绝缘体-一种绝缘状态，其中每个谷的被占据的莫尔迷你带具有净陈数，但两个谷一起没有净陈数，如时间反演对称所要求的。在一个简单的图片中，这样的状态可能被期望具有手性谷极化反向传播边缘状态。我们提出的结果从严格对角化的紧束缚模型的相称结构的带状几何。我们发现，无论是单层和双层莫尔条纹强大的边缘模式一般都不存在。我们把这种缺乏边缘模式的事实，即边缘诱导谷混合。此外，即使在大体积中，陈谷绝缘体和普通绝缘体之间的明显区别也需要精确的$C_3$对称性。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Magnetic Reversal in Orbital Chern Insulators
Chern绝缘体铁磁体的特征在于量子化的反常霍尔效应，并且迄今为止已经在磁性掺杂的拓扑绝缘体（MTI）薄膜和双层石墨烯莫尔{é}超晶格中被实验确定。我们将陈省身绝缘体铁磁体分类为自旋或轨道，这取决于轨道磁化是否来自自发自旋极化结合自旋轨道相互作用，如MTI情况下，或直接来自自发轨道电流，如莫尔{é}超晶格情况。我们认为，在一个给定的磁性状态，其特征在于，例如由异常霍尔效应的符号，轨道陈氏绝缘体的磁化强度往往会有相反的符号为弱$n$和弱$p$静电或化学掺杂。该性质使得能够在存在固定磁场的情况下实现磁状态的纯电切换。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Crystal-symmetry preserving Wannier states for fractional chern insulators
近年来，人们提出了许多分数阶陈氏绝缘体的数值证据，即当陈氏带部分填充时，晶格上的分数阶量子霍尔态。分数Chern绝缘体的一些试探波函数可以通过Wannier态表示将定义在连续体中的分数量子Hall波函数映射到晶格上来获得（Phys. Rev. Lett. 107，126803（2011）），其中朗道能级中的单粒子朗道轨道被识别为具有陈数C = 1的陈带的一维Wannier态。然而，这种映射一般破坏了格点群对称性。在本文中，我们讨论了修改映射以适应晶格旋转对称性的一般方法。通过这种修改后的映射构造的波函数应该作为更好的试验波函数，以比较的数值，也作为基础，为分数陈绝缘体的晶格对称性保持赝势形式主义的建设。本文主要研究正方晶格的$C_4$旋转对称性。类似的分析可以直接推广到具有$C_6$对称性的三角形或六边形晶格。我们还将讨论推广到分数阶陈氏绝缘体的晶格对称性与高陈氏数带。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bulk-Boundary Correspondence in a Non-Hermitian Chern Insulator
将一维拓扑绝缘体的非厄米体-边界对应的方案应用于非厄米陈氏绝缘体，以研究其对二维系统的适用性。这种情况下采用修改的周期性边界条件下的体几何形状和开放边界条件下的边界几何形状。体几何用于定义拓扑数，而边界几何用于观察拓扑边界状态的存在或不存在。它表明，散装边界对应持有在一个二维陈绝缘体与增益/损失型非厄米性;一个非平凡的陈数在散装几何计算是在一对一的对应关系与存在的拓扑边界状态的边界几何。这种方法使我们能够确定边界几何中的相图。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Observation of Chern insulator in crystalline ABCA-tetralayer graphene with spin-orbit coupling
本文报道在电荷中性ABCA堆叠四层石墨烯中，通过WSe2邻近自旋轨道耦合实现陈数为4的铁磁陈绝缘体，并展示其磁序可由磁场、掺杂和位移场三种方式调控。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
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
Electric control of a canted-antiferromagnetic Chern insulator
能带拓扑和磁性之间的相互作用可以产生奇异的物质状态。例如，磁掺杂的拓扑绝缘体可以实现在零磁场下表现出量子化霍尔电阻的陈氏绝缘体。虽然以前的工作都集中在铁磁系统，很少有人知道带拓扑结构和它的操纵反铁磁体。在这里，我们报告说，MnBi $_2$ Te $_4$是一个罕见的平台，实现倾斜反铁磁（cAFM）陈绝缘体与电气控制。结果表明，当AFM到canted-AFM的相变发生时，出现了具有陈数$C = 1$的陈绝缘体态.通过观察cAFM相中的$C = 1$态到磁场诱导铁磁相中的$C = 2$轨道量子霍尔态的不寻常跃迁，进一步证实了陈氏绝缘体态。在cAFM-AFM相边界附近，我们证明了陈数可以通过单独施加电场来切换。我们将这种开关效应归因于上下表面之间的交换间隙对准的电场调谐。我们的工作铺平了道路，为未来的研究拓扑cAFM自旋电子学，并促进了陈省身绝缘体设备的概念验证的发展。
2021-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetoelectric coupling of three dimensional Chern insulators
本文研究非零层 Chern 数三维 Chern 绝缘体的轨道磁电响应，提出其空间梯度以 $e^2/h$ 严格量子化的规则，并证明该效应受拓扑保护、抗无序且不依赖晶体对称性。
2025-02-20 cond-mat.mes-hall
Chern insulators in two and three dimensions: A global perspective
University of Toronto（多伦多大学）
本文提出了一种第二种量化场理论，研究二维和三维陈绝缘体的拓扑不变量，并推导了新的全局定义的陈数和陈矢量表达式，同时探讨了其在光学频率下的响应特性。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall
Universal theory of tunable second-order topological corner states induced by interlayer coupling in twist bilayer Chern insulators
本文提出普适理论，揭示具有相反陈数的扭转双层陈绝缘体中二阶拓扑角态的存在条件与位置可由扭转角灵敏调控，为高阶拓扑材料设计开辟新途径。
2024-09-28 cond-mat.mes-hall
Phase Diagram of a Non-Hermitian Chern Insulator: Destabilization of Chiral Edge States and Bulk-Boundary Correspondence
具有增益/损耗型非厄米性的非厄米性陈氏绝缘体显示出奇特的能隙闭合;当非平凡的陈氏绝缘体相变为无能隙相时，由于手征边缘态的不稳定，导带和价带合并为一个带。以前的配方的非厄米体边界对应是不够的，因为这样的差距关闭超出了它的范围。在这里，我们修改的配方，考虑到特殊的间隙关闭，并将其应用到非厄米陈绝缘体。我们证明了体边界对应持有的系统，包括手性边缘状态的不稳定。从体边界对应的相图示出与系统的光谱一致。
2022-04-09 cond-mat.mes-hall
Floquet High Chern Insulators in Periodically Driven Chirally Stacked Multilayer Graphene
手性堆叠的$N$层石墨烯是在其Brillioun区中的两个非等效角处具有$\pm p^N$带接触的半金属。我们预测，非共振圆偏振光（CPL）驱动手性堆叠的$N$层石墨烯成为Floquet Chern绝缘体（FCI），也称为。量子反常霍尔绝缘体，具有可调的高陈数$C_F=\pm N$和大的间隙。这样的FCI和具有由电压门引起的高谷陈数$C_v=\pm N$的谷霍尔（VH）绝缘体之间的拓扑相变可以通过CPL和电压门的参数来设计。我们提出了一个拓扑域壁之间的FCI和VH阶段，沿完美的谷极化$N$通道边缘状态单向传播没有反向散射。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anderson localization and topological transition in Chern insulators
基于二分格分析了具有非平凡拓扑的二维无序系统的拓扑跃迁和局域演化。时间反演对称性破缺的陈氏绝缘体表现出非标准的行为，无序实现只选择性地分布在一个子晶格上。的陈数生存到一个更强的无序强度（一个数量级以上）比均匀分布的无序的情况下，在强无序的情况下，最终状态是金属。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
An excited atom interacting with a Chern insulator: towards a far-field resonant Casimir-Polder repulsion
本文研究了具有单跃迁（电偶极）的碱金属原子与Chern绝缘体的共振Casimir-Polder相互作用。陈氏绝缘体具有非零的时间反演对称性破坏霍尔电导，导致对共振Casimir-Polder相互作用的额外贡献，该相互作用取决于霍尔电导和原子跃迁的圆偏振态之间的耦合。我们发现，共振Casimir-Polder位移可以显着增强的去激励频率附近的值与范霍夫奇性的陈绝缘体。此外，我们还发现，当原子偶极跃迁为右旋圆极化且Chern绝缘体的Chern数为$-1$或原子偶极跃迁为左旋圆极化且Chern数为$1$时，共振Casimir-Polder力在较大的原子-表面距离下会单调衰减并发生排斥.
2022-11-01 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
$Z_{2}$ fractionalized Chern/topological insulators in an exactly soluble correlated model
本文提出了一个二维蜂窝晶格中的精确可解模型，从中发现了两个相，一个是通常的Chern/拓扑绝缘体态，另一个是有趣的$Z_2$分数次Chern/拓扑绝缘体.虽然它们的体积性质相似，但物理电子的边缘态却截然不同。前者的单电子激发表现出自由粒子的行为，而后者是带隙的，这提供了一个明确的签名，以识别分馏状态。这两个阶段之间的过渡被发现属于三维伊辛通用类。值得注意的是，在量子跃迁点附近，处于边缘态的物理电子表现出强烈的Luttinger液体行为。一个有趣的情况下，正方形晶格的延伸。此外，我们还讨论了我们的精确可解模型与文献中存在的各种Hubbard模型之间的关系。指出了所提出的$Z_{2}$分数阶陈氏绝缘体与目前研究的分数阶陈氏绝缘体的本质区别。本文的工作将有助于进一步研究分形绝缘相和相关的新型关联量子相。
2013-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Linear response of a Chern insulator to finite-frequency electric fields
本文解析推导了Chern绝缘体对有限频率电场的线性响应，发现额外拓扑项编码量子反常霍尔效应，并推广至空间非均匀电磁场。
2025-01-25 cond-mat.mes-hall
Integer and fractional Chern insulators in twisted bilayer MoTe2
本研究结合局域电子压缩率与磁光测量，在零磁场小角度扭转双层 MoTe2 中观测到 ν=1 和 2/3 的整数及分数量子陈绝缘体，并实现电场调控拓扑相变。
2023-07-22 cond-mat.mes-hall
Effect of Disorder in a Three-Dimensional Layered Chern Insulator
研究了三维层状陈氏绝缘体中的无序效应。通过对局域化长度和态密度的数值计算，发现在Anderson绝缘体和Chern绝缘体之间存在两种不同类型的金属相，一种是扩散金属相（DM），另一种是重整化Weyl半金属相（WSM）.我们发现，在零能态的纵向电导率保持有限的重整化WSM相以及在DM相，而在这两者之间的半金属-金属量子相变点为零。基于爱因斯坦关系和自洽玻恩分析，我们给出了量子跃迁点附近的电导率标度。
2016-02-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Photoinduced High-Chern-Number Quantum Anomalous Hall Effect from Higher-Order Topological Insulators
本文提出利用周期驱动两类二维高阶拓扑绝缘体产生高陈数量子反常霍尔相，并通过第一性原理计算指认单层石墨炔为候选材料。
2023-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern insulator in a ferromagnetic two-dimensional electron system with Dresselhaus spin-orbit coupling
我们提出了一个二维电子系统中的陈绝缘体与Dresselhaus自旋轨道耦合，铁磁性，和自旋相关的有效质量。解析得到的拓扑相图显示了通过调整磁化方向引起的拓扑相变，其中陈数在$1,0,-1$之间变化。这里示出的磁化取向调谐是触发拓扑相变的比操纵在系统制造之后不再可调谐的交换耦合更实用的方式。理论分析结果得到了能带结构和输运计算的证实，表明了理论方案的可行性。在半导体工程技术先进成熟的今天，这种Chern绝缘体极有可能在实验上实现，并在拓扑自旋电子学中有着广阔的应用前景。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Fractional Chern Insulators in Bands with Zero Berry Curvature
即使一个无相互作用的系统在布里渊区各处的贝里曲率为零，也有可能引入相互作用来稳定分数陈氏绝缘体。这些相互作用必然打破时间反演对称性（自发地或明确地），并具有改变底层能带结构的效果。我们概述了一些方法，这可能是实现的，并显示如何类似的相互作用也可以用来创建一个（时间反演对称）分数拓扑绝缘体。虽然我们的方法是严格的限制长程相互作用，我们数值表明，即使是短程相互作用的分数陈省身绝缘体可以稳定在一个带零贝里曲率。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High Chern number phase in topological insulator multilayer structures: a Dirac cone model study
我们使用狄拉克锥模型来探索Zhao等人在磁掺杂拓扑绝缘体（TI）多层结构中实现的高陈数（C）相[Nature 588，419（2020）]。通过捕捉相边界随参数的变化，计算了T1多层结构的陈氏数，得到了T1多层结构的陈氏数相图。高C行为归因于重整化狄拉克锥的带反转，伴随着带反转，在Γ点处的自旋极化将增加。此外，还研究了另外两种TI多层结构和TI超晶格结构。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Mode Delocalization in Disordered Photonic Chern Insulator
在无序的二维陈氏绝缘体，一个单一的体扩展模式被预测存在每带，到一个临界的无序强度，所有其他的体模式本地化。这种行为与拓扑平凡的二维相位形成强烈对比，二维相位的模式在无序的存在下都变得局域化。利用紧束缚模型的一个现实的光子陈氏绝缘体，我们表明，离域体本征态可以观察到在一个实验现实的设置。这需要选择性地使用谐振器损耗来抑制拓扑边缘状态，并且使用可变谐振器失谐来获得足够大的系综尺寸。
2021-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable high-Chern-number Chern insulators in rhombohedral tetralayer graphene/hBN moiré superlattices
State Key Laboratory of Micro-nano Engineering Science, Tsung-Dao Lee lnstitute & School of Physics and Astronomy, Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education), Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学微纳电子工程科学国家重点实验室、李政道研究所及物理与天文学院人工结构与量子控制教育部重点实验室）；Department of Physics, City University of Hong Kong（香港城市大学物理系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国家材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国家材料研究所材料纳米结构研究中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究中心）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Department of Physics, Southern University of Science and Technology（南方科技大学物理系）；Department of Physics, Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学物理系）
研究通过调节扭角和对齐方向，发现多种高陈数陈绝缘体，包括陈数为-4和±3、±2、±1的绝缘态，展示了莫尔超晶格中拓扑结构的多样性。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
Large Chern Number Quantum Anomalous Hall Effect In Thin-film Topological Crystalline Insulators
量子反常霍尔绝缘体是一种二维绝缘态，在没有外加磁场的情况下，表现出与量子霍尔态相似的性质。它们具有量子化的霍尔电导$σ^H=Ce^2/h$，其中整数$C$被称为陈数，并且表示无间隙边缘模式的数量。最近的实验表明，掺铬薄膜（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$是一种QAH绝缘体，具有陈数$C=\pm1$。在这里，我们从理论上预测，薄膜拓扑晶体绝缘体（TCI）可以托管各种QAH相，当掺杂铁磁有序掺杂剂。$\pm4$之间的任何陈氏数原则上可以作为（a）取决于磁掺杂浓度的感应塞曼场，（b）固有的或由压电材料通过邻近效应感应的结构变形，以及（c）薄膜的厚度之间的相互作用的结果而达到。在TCI中发现的可调陈氏数在超低功耗信息处理应用中具有重要的潜力。
2013-06-23 cond-mat.mes-hall
Electric polarization in a Chern insulator
我们扩展的贝里相位极化的概念，绝缘体具有非零值的陈省身不变量。推广到这样的陈氏绝缘体需要特别小心，因为手征边缘状态的部分占领。我们展示了如何从绝热演化所产生的综合体电流可以与体极化的差异。我们还展示了如何表面电荷可以与体极化，但只有与知识的波矢量在边缘状态的占用是不连续的。此外，我们提出的数值计算模型哈密顿提供额外的支持，我们的分析参数。
2009-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor
在30比特超导处理器上利用合成维度实验演示了三种Chern绝缘体，通过测量能带结构与边缘激发局域化验证体边缘对应，并模拟了双层系统中的零霍尔电导率边缘态与高Chern数绝缘体。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Response to polarization and weak topology in Chern insulators
本研究证明Chern绝缘体中极化的差异是定义明确且物理有意义的，可解释束缚电荷与绝热电流，并在晶体对称性下导致弱拓扑相，推广至量子自旋霍尔和三维拓扑绝缘体，确立体极化的体-边界对应。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering high Chern number insulators
本文提出一种基于一维 Rice-Mele 模型扩展至二维的系统方法，可直接构建具有任意非零陈数的二维陈绝缘体，为设计复杂拓扑相及推动量子计算与材料科学提供了新路径。
2024-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric circuit simulations of $n$th-Chern insulators in $2n$-dimensional space and their non-Hermitian generalizations for arbitral $n$
我们证明了任意偶数维空间中Dirac系统的拓扑相可以用带运算放大器的$LC$电路来模拟。用$n$ -th Chern数刻画了$2n$维空间中超立方晶格的晶格哈密顿量.边界状态由$2n-1$维空间中的Weyl理论描述。通过测量导纳谱，可以很好地观察到它们。它们不同于先前报道的解纠缠的$n$ -th Chern绝缘体，其中$n$ -th Chern数是第一个Chern数的乘积.结果被推广到非厄米系统与复杂的狄拉克质量。非厄米$n$ -th陈数仍然是量化的复杂狄拉克质量。
2019-05-26 cond-mat.mes-hall hep-th
Chern Insulators on Singular Geometries
拓扑量子态已经在二维平面或具有不同几何形状的晶格（如平面、柱面和环面）上被提出和研究。本文研究二维奇异表面（如圆锥面和类螺旋面）上的量子反常Hall（QAH）态和Chern绝缘体（CI）态。这种奇异的几何形状可以构造基于磁盘的几何形状和一个定义的单位扇区与$n$折叠旋转对称。奇异的几何结构导致了CI/QAH态的新颖和有趣的特征，例如带内和带内核心态，电荷分馏和边缘激发的多个分支。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Localization properties of Chern insulators
本文研究了任意维任意带数的陈氏绝缘体中等时电子格林函数的局域化性质。我们证明了，如果哈密顿量是有限范围和量子霍尔响应是非零的格林函数不能超指数衰减。对于一般的带哈密顿量（可能是无限程），我们证明了格林函数不能有限程，如果量子霍尔响应是非零的。证明使用代数几何的方法。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital dynamics in 2D topological and Chern insulators
在一个相对论量子形式主义，我们研究的磁场在二维拓扑和陈氏绝缘体的应用所造成的二阶修正的作用。这使得达到的Berry曲率，轨道磁矩，态密度和能量的变化，确定其规范的大电位和输运性质的解析表达式。目前的修正，这成为相关的在相对较低的领域，由于小的差距，这些系统的特点，揭示了零场抗磁化率，可以通过外部磁场调谐。
2021-04-11 cond-mat.mes-hall
Emergent QCD$_3$ Quantum Phase Transitions of Fractional Chern Insulators
受分数阶陈氏绝缘体的QED $_3$ -Chern-Simons量子临界点（Phys. Rev. X \textbf{8}，031015，（2018））的近期工作的启发，我们研究了分数阶陈氏绝缘体的非阿贝尔推广，即QCD $_3$ -Chern-Simons量子相变。这些相变由狄拉克费米子与非阿贝尔陈-西蒙斯规范场（$U(N)$、$SU(N)$、$USp(N)$等）相互作用来描述。利用Chern-Simons规范理论的能级-秩对偶性和非阿贝尔部分子结构，讨论了两类QCD $_3$量子相变。第一种类型发生在不同Jain序列中的两个阿贝尔态之间，而不是同一Jain序列中阿贝尔态之间的QED 3跃迁。一个很好的例子是$σ^{xy}=1/3$态和$σ^{xy}=-1$态之间的跃迁，其中$N_f=2$狄拉克费米子与$U(2)$ Chern-Simons规范场相互作用。第二种类型自然涉及非阿贝尔态。为了实验的可行性，我们专注于类Pfronan态的跃迁，包括Moore-Read Pfronan，反Pfronan，粒子-空穴Pfronan等。这些量子相变可以在实验系统中实现，如石墨烯异质结构中的分数Chern绝缘体。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum anomalous Hall effect with tunable Chern number in magnetic topological insulator film
研究了通过在多层拓扑绝缘体薄膜中掺杂磁性元素来实现陈数可调的量子反常霍尔效应的可能性。我们发现在理想中性样品中存在高Chern数QAHE相，通过调节交换场强度或样品厚度，可以直接过渡到另一种QAHE相。借助扩展的Halfton模型，我们证明了可调陈数QAHE相位的物理机制。进一步，我们研究了在费米能被门控调制的实际样品中的现象，其中多整数QAHE平台仍然存在，两个分离的QAHE相通过金属相连接。本文还讨论了高Chern数QAHE相的稳定性。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall
