Non-Hermitian Higher-Order Weyl Semimetals
本文研究了具有实谱和反转$\mathcal{I}$($\mathcal{I}$ -NHHOWSM)或时间反演对称性$\mathcal{T}$($\mathcal{T}$-NHHOWSM)的非厄米高阶Weyl半金属。当失去体光谱的真实性时,NHHOWSM表现出表面费米弧(FA)和例外费米环(EFR)的各种构型,提供了一个平等地研究它们的设置。EFR只出现在二阶小波之间的区域。我们还发现了起源于非Hermicity的Weyl节点,称为非Hermitian Weyl节点(NHWNs)。值得注意的是,我们发现的T-NHHOWSM主机只有2阶NHWN,具有表面和铰链FA的保护的量化双正交陈数和四极矩,分别。我们称之为本质上非厄米阶段例外HOWSM。与普通的WN相比,NHWN可以立即变形为线节点,形成一个彗星。NHWN还显示出特殊的倾斜刚度,这是由于连接到特殊结构而对倾斜的强大抵抗力。这种现象可能是一个有前途的实验旋钮。最后,我们揭示了特殊的稳定性的FA称为特殊的螺旋。由于光谱的复杂性质,具有相反手性的表面FA可以存在于同一表面上而不会彼此分开。我们的工作激发了NHHOWSM的立即实验实现。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Topological protection from exceptional points in Weyl and nodal line semimetals
将能带结构推广到复动量时,我们将外尔线和半金属线的表面态描述为倏逝态,研究了它们的拓扑保护。通过这种方式,我们发现了一系列特殊的点-也就是说,在复杂的光谱中具有零能量的分支点-使我们能够识别具有复杂动量的表面态的集合,这些表面态发出衰变到3D半金属的信号。从这个角度来看,外尔线和半金属线可以分为两种类型,这取决于表面状态衰减的方式。A型半金属具有较小的穿透长度和振荡衰减的表面态,而B型半金属具有较长的简单指数衰减。这两种类型之间的差异反映在光谱中的分支切割适应复平面的方式上。在这种方法中,表面状态的稳定性源于在例外点周围发展的复杂结构,具有拓扑保护,该拓扑保护基于分支切割不能被小扰动关闭的事实。我们检查这个属性时,将半金属线放置在圆偏振光,我们观察到的例外点生存的影响,这样的扰动,虽然适当的边界条件为零能量的表面状态不能满足一般由于时间反演不变性的辐射场的故障。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Non-Hermitian Hopf-Link Exceptional Line Semimetals
研究了一类新的三维非厄米拓扑相,其中拓扑鲁棒带简并是Hopf-link例外线。作为一个具体的例子,我们研究了节线半金属在非厄米微扰下的非厄米能带结构,其中当节线上的缠绕数为$\pm 1$时,费米面可以从一维节线过渡到二维具有Hopf-link边界的扭曲面.基于Chern-Simons形式在布里渊区上的积分,给出了这些关联异常线相位的关联数。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall
The Bulk-boundary Correspondence in Non-Hermitian Hopf-link Exceptional Line Semimetals
我们考虑一个三维非厄米特例外线半金属模型,并分别在x,y和z方向上取开边界条件。在每种情况下,我们计算的参数区域的体积边界对应被打破。体-边界对应的破裂表现为广义布里渊区(GBZ)偏离单位圆以及开边界条件(OBC)和周期边界条件(PBC)计算的光谱之间的差异。如果用GBZ计算PBC谱,可以恢复OBC和PBC谱之间的一致性。我们使用单位圆布里渊区(BZ)和GBZ绘制拓扑相图。系统地分析了两种相图的差异,指出用GBZ来刻画非厄米模型的体-边界对应是必要的。
2020-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of exceptional line semimetal in three-dimensional non-Hermitian phononic crystals
该研究在三维非厄米声子晶体中实现并观测例外线半金属,揭示例外环的波函数与谱拓扑及其鼓面态、混合阶趋肤效应,验证完整非厄米体-边对应。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-Hermitian spatial symmetries and their stabilized normal and exceptional topological semimetals
我们研究非埃尔米特空间对称性-一类对称性,没有对应的埃尔米特系统-和研究如何正常和特殊的半金属可以稳定这些对称性。与内部对称性不同,空间对称性在动量空间中起着非局部作用,并在不同位置对能带简并和拓扑量施加全局约束。在推导带退化和拓扑不变量的一般约束,我们证明了非厄米空间对称性是平等的,但本质上不同于厄米的。首先,我们发现了非局部厄米共轭对异常或正常的带退化,非厄米空间对称性的强制执行。值得注意的是,我们发现这些对导致了在长时间限制下的费米子加倍定理的强破坏。其次,在拓扑约束条件下,我们揭示了某些例外流形只能与非Hermite空间对称相容并被非Hermite空间对称稳定,而与Hermite空间对称本质上是不相容的.我们说明这些发现使用两个三维模型的非厄米外尔半金属和一个特殊的非常规外尔半金属。两个模型的实验冷原子实现也提出了。
2022-06-02 cond-mat.mes-hall
Topological semimetal phase with exceptional points in one-dimensional non-Hermitian systems
非厄米晶体系统的能带描述的广义布里渊区(GBZ)具有独特的功能,在厄米系统中不存在。在本文中,我们表明,在一维非厄米系统的亚晶格对称性和时间反演对称性,如非厄米苏-Schrieffer-Heeger模型,一个拓扑半金属相例外点是稳定的GBZ的独特功能。即,在系统参数改变的情况下,GBZ变形,使得系统保持无间隙。根据本征态的对称性,每个能带被分为三个区域,这些区域被GBZ中的尖点和例外点分开。
2020-10-19 cond-mat.mes-hall
Controlling Exceptional Points with Light
我们提出并表明,光的应用导致一个有趣的平台,用于控制非厄米拓扑系统中的例外点。我们证明了我们的建议,使用三种不同的非厄米系统-节线半金属,半狄拉克半金属和狄拉克半金属-并表明,使用照明光可以工程师的位置和稳定性的例外点。我们说明了这些模型的拓扑性质,并绘制出它们的光驱动的拓扑相变。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-driven exceptional lines and Fermi ribbons in tilted nodal-line semimetals
我们考虑了无序对三维半金属谱的影响。我们表明,无序和倾斜的光谱的组合自然会导致一个非厄米自能的贡献,可以分裂成一对特殊的线的节线。这些特殊的线形成了一个开放的和可定向的体费米带在倒易空间的能隙消失的边界。我们发现这种无序诱导的体费米带的取向和形状由倾斜方向和无序特性控制,这也可以用来实现具有非平凡缠绕数的扭曲体费米带。我们的结果为探索物质的非厄米拓扑相提供了一个范例。
2019-01-22 cond-mat.mes-hall
Emergence of exceptional points and their spectroscopic signature in Dirac semimetal-dirty Superconductor heterojunction
我们从理论上研究了在第二类狄拉克半金属(DSM)和脏超导体(DSC)的异质结中出现的非厄米物理。非厄米性是通过超导材料的脏度引入自能项而引入DSM的。这使得有效哈密顿量的谱变得复杂,从而导致异常点(EP)的出现。这种复杂的自能量,除了具有频率依赖性之外,还具有空间依赖性,这是独特的,并且可以在谱函数分析中提供与非厄米物理相关的有趣效果。在适当的距离从正常的金属超导结的DSC,非厄米简并出现和一个单一的狄拉克点分裂成两个EP。在谱函数分析中,除了简并点外,还出现了连接两个简并点的费米弧结构。这里讨论的结果是独特的,并可能在光谱测量中实现。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall quant-ph
Surface and 3D quantum Hall effects from engineering of exceptional points in nodal-line semimetals
我们调查的潜在的表面状态的三维半金属的表面和三维量子化的霍尔效应,其中的电子电流沿材料的表面单向流动。这种现象是基于这样一个事实,即,无论其方向,一个强大的磁场引起的零朗道能级与巨大的二维简并的状态中的半金属。当磁场垂直于节线平面时,我们证明了节环内的倏逝态被转变为朗道表面态,这些朗道表面态对应于例外点,即在将谱扩展到动量的复值时出现的分支点。这些朗道表面状态,然后拓扑保护,因为在复杂的平面上的分支切割导致光谱的拓扑结构的环面,不能被修改的光滑扰动。当磁场平行于节环时,我们发现倏逝波在半金属块体内部配对,导致3D量子霍尔效应,其中朗道态在3D块体的2D切片上延伸形成平坦能级,但当它们接近材料表面时开始得到一些色散。我们表明,对于两个方向的磁场,横向霍尔电导率是量化的单位为$e^2/h$,具有非常大的值的陈数提供非常高的电导率沿表面的3D材料。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall
Light-driven Lifshitz transitions in non-Hermitian multi-Weyl semimetals
非厄米拓扑系统是不断发展的拓扑物质领域的最新成员。在这项工作中,我们报告的光驱动的异常物理在多外尔半金属。驱动不仅是控制异常轮廓(EC)位置的关键因素,光线也有能力生成新的EC。有趣的是,我们还展示了拓扑电荷分布和Lifshitz转变,这是可控的驱动场在这样产生的EC。我们的研究结果提出了一个有前途的平台,操纵和控制特殊的物理在非厄米拓扑物质。
2021-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$\mathcal{PT}$-symmetric non-Hermitian Dirac semimetals
宇称-时间($\mathcal{PT}$)对称性在非厄米系统和拓扑系统中都起着重要的作用。在非厄米系统中,$\mathcal{PT}$对称性可以导致完全实的能谱,而在拓扑系统中,$\mathcal{PT}$对称性产生稳定的和受保护的狄拉克点。在这里,我们研究了一个既具有非厄米性又具有拓扑性的$\mathcal{PT}$对称系统,即三维非厄米性扰动下的$\mathcal{PT}$对称Dirac半金属.我们发现,在一般情况下,只有两种类型的对称性允许的非厄米微扰,即非厄米动力势,和非厄米反交换势。对于这两个非厄米的潜力,我们调查的开放和周期性的边界条件的带拓扑结构,确定例外点,并计算表面状态。我们发现,与周期性的边界条件,非厄米特动力势导致例外的环,而非厄米特反对易电位产生例外的领域,其中分离的区域与破缺的$\mathcal{PT}$对称性与未破缺的$\mathcal{PT}$对称性。在开边界条件下,由于对称性,非厄米运动势引起非厄米趋肤效应,而非厄米反对易势导致费米带表面态。
2019-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Non-Hermitian higher-Order Weyl semimetal with surface diabolic points
本研究提出非厄米高阶外尔半金属(NHHOWS),其表面具有双奇点,通过操控例外点实现狄拉克-卢廷格相切换,并用双正交技术恢复体-边界对应关系。
2022-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Floquet engineering and simulating exceptional rings with a quantum spin system
相干辐射形式的时间周期驱动为操纵拓扑材料或人工合成量子物质提供了强有力的工具。在本文中,我们提出了一个计划,实现非厄米特半金属表现出特殊环的频谱通过Floquet工程。观察到从同心对的环到偶极对的过渡。同心对只携带一个量子化的Berry相位,而偶极对具有相反的陈数,此外,信号的费米表面的拓扑Lifshitz转变。系统的输运性质的解决,我们发现,这个过渡过程是伴随着一个非平凡的霍尔电导率的紧急情况。此外,我们探索了具有量子自旋系统的非厄米半金属的量子模拟,并通过长时间动力学对拓扑结构进行了表征。
2020-12-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Jones polynomial and knot transitions in topological semimetals
拓扑节线半金属在动量空间中具有稳定的链式、链式或打结线简并,这些简并受到对称性的保护。在本文中,我们使用琼斯多项式作为一个一般的拓扑不变量来捕捉整体结拓扑的节线。我们表明,琼斯多项式中的每一个可能的变化都归因于两个节点线接触的每一点周围的局部演化。作为我们理论的一个应用,我们证明了具有四个接触点的节链半金属可以演化为一个Hopf链。我们将我们的理论推广到三维非厄米多带例外线半金属。
2019-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian Weyl semimetal and its Floquet engineering
一般认为非厄米性可以将Weyl半金属转化为Weyl例外环半金属。然而,这种信念是来自于没有集肤效应的系统。研究了具有趋肤效应的非厄米Weyl半经验量及其Floquet工程,它打破了厄米Weyl半经验量的体边界对应关系。它被发现在静态和周期性驱动的情况下,集肤效应使这个一般的信念不再有效。我们发现,异国情调的非厄米拓扑问题,例如,通过Floquet工程可以产生具有费米弧和手征边界态共存的Weyl半金属和拓扑绝缘体的复合相、具有多个量子化平台的宽调谐霍尔电导率以及具有由带隙束缚态交叉形成的反常费米弧的Weyl半金属。揭示了趋肤效应在决定半金属性质中的主导作用,为周期驱动人工合成奇异非厄米外尔半金属提供了一条有用的途径。
2022-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Dirty Weyl semimetals: Stability, phase transition and quantum criticality
研究了三维不可压缩Weyl半金属在随机猝灭电荷杂质存在下的稳定性。结合数值分析和标度理论,我们表明,在足够弱的随机性的存在下(i)Weyl半金属保持稳定,而(ii)双Weyl半金属产生可压缩的扩散金属的平均态密度在零能量是有限的。在较强的无序下,Weyl半金属经历量子相变,进入金属相。在零能量下的平均态密度作为序参量,并显示了跨越这种无序驱动的量子相变的单参数标度。我们数值确定各种指数的临界点,这似乎是不敏感的Weyl对的数量。我们还提取了无序Weyl半金属的量子临界区的范围和有限能量下脏双Weyl半金属的相图。
2016-05-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Hermitian Higher-Order Dirac Semimetals
在这篇文章中,我们研究了三维非厄米高阶狄拉克半金属(NHHODSM)。我们的重点是$C_4$对称非厄米系统,我们调查反演($\mathcal{I}$)或时间反演($\mathcal{T}$)对称模型的NHHODSM具有真正的整体光谱。我们发现,他们表现出显着的性质,体积和表面是反PT和PT对称,分别属于两个不同的拓扑类实现一种新的非厄米拓扑相,我们称之为\emph{hybrid-PT topological phases}。有趣的是,虽然体光谱仍然是完全真实的,我们发现,例外费米环(EFR)出现连接表面上的两个狄拉克节点。这提供了一条途径,以探测和利用体狄拉克物理和特殊的环/点在平等的基础上。此外,特别是对于$\mathcal{T}$ -NHHODSM,我们还发现真正的铰链弧连接的表面EFR。我们表明,这种高阶拓扑结构的特点是使用双正交实空间公式的四极矩。此外,通过应用Hermitian $C_4$ -对称微扰,我们发现了各种新的相位,特别是:(i)一个内在的$\mathcal{I}$ -NHHODSM铰链弧和间隙表面,和(ii)一个新的$\mathcal{T}$ -对称的皮肤拓扑HODSM,它同时具有拓扑和皮肤铰链模式。在这项工作中,非Hermition和高阶拓扑结构之间的相互作用为揭示丰富的现象和混合功能铺平了道路,这些现象和功能可以在实验中很容易地实现。
2021-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anderson localization and the quantum phase diagram of three dimensional disordered Dirac semimetals
通过数值精确方法计算平均态密度、典型态密度和参与比的倒数,研究了存在猝灭轴向或标量势无序时三维非相互作用Dirac半金属的量子相图.我们发现,作为一个功能的无序强度的半填充(即未掺杂)狄拉克半金属显示三个不同的基态,即不可压缩的半金属,可压缩的扩散金属,和本地化的安德森绝缘体,在形成鲜明对比的传统的脏金属,只支持后两个阶段。我们建立了两个不同的量子临界点的存在,这两个量子临界点分别支配半金属-金属和金属-绝缘体量子相变,也揭示了它们潜在的多重分形性质。远离半填充的(掺杂的)系统表现为扩散金属,可以只经历安德森局域化,这是通过确定的迁移率边缘和能量和无序方面的相图。
2015-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat Band in Disorder Driven Non-Hermitian Weyl Semimetals
我们研究了在Weyl点周围具有倾斜圆锥谱的Weyl半金属中无序和能带拓扑的相互作用。粒子的谱由非厄米矩阵的本征值给出,该矩阵包含来自Weyl哈密顿量和由于电子对无序的弹性散射而引起的复自能的贡献。我们发现,倾斜诱导的矩阵结构的自能产生一个平坦的带或节线段在界面上的电子和空穴口袋的散装带结构的II型外尔半金属依赖于外尔锥倾斜。对于动量空间中的单方向倾斜,每个外尔点扩展成位于平面上的平坦带,该平面横向于倾斜方向。平带的频谱是完全虚的,并且通过“例外节环”与频谱的面内色散部分分离,其中动量-频率空间中的格林函数的矩阵是有缺陷的。在两个方向上的倾斜可能会将平坦带收缩成具有“异常边缘点”的节线段。我们讨论了非厄米拓扑理论的连接。
2018-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double exceptional links in a three-dimensional dissipative cold atomic gas
本文研究了三维光晶格中非厄米链的耗散冷原子半金属的拓扑性质。我们构造了一个具有自旋相关的增益和损耗的三维双带连续模型,其中能谱中的例外点可以包括双霍普夫链。体能带的拓扑结构由动量空间中一维环的缠绕数表征,而节点结构的拓扑转变则随着非厄米性强度的变化而出现.建立了一个非Bloch理论来描述具有反常体边界对应的晶格模型。此外,我们还提出该模型可以用超冷费米子原子在光晶格中实现,并通过测量原子自旋织构来检测异常节链和拓扑性质.
2020-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Floquet topological phase transitions in a periodically quenched dimer
本文报道了周期性猝灭一维二聚晶格的拓扑性质的理论研究,其中在每个驱动周期$T$内,分段常数哈密顿量在一个分割时刻$t_p$从$h_1$切换到$h_2$.我们研究了不同的二聚模式$h_1$和$h_2$和相互作用的驱动参数,导致出现的拓扑状态都在零能量和边缘的布里渊-Floquet准能区。我们说明了不同的现象,包括发生在半金属光谱的边缘状态,拓扑转变,并从平凡的快照零能量拓扑状态的产生。不同的对称性在我们的结果中的作用进行了讨论。
2022-08-06 cond-mat.mes-hall
Exceptional Topological Insulators
我们介绍了例外的拓扑绝缘体(ETI),一个非厄米拓扑状态的物质,具有奇异的非厄米表面状态,只能存在于三维拓扑体嵌入。我们展示了这个阶段如何从外尔半金属或厄米三维拓扑绝缘体接近临界时准粒子获得有限的寿命。ETI不需要任何对称性来稳定。它的特点是由体能点间隙,并表现出强大的表面状态,覆盖体间隙作为一个单一的复杂的本征值或一个单一的例外点。ETI可以在无隙固态系统中普遍诱导,从而为非厄米拓扑物质提供了一个范例。
2021-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for trivial Berry phase and absence of chiral anomaly in semimetal NbP
我们报告了详细的磁输运研究在NbP单晶。用气相传输法生长出了高质量的晶体。一个非常大的磁阻被证实在低温下,这是非饱和,并在高场线性。解释线性磁阻模型进行了讨论,有人认为,在铌磷这是联系在一起的载流子迁移率波动。没有看到负的纵向磁电阻,不像其他几个外尔铌酸盐,这表明缺乏明确的手征异常在NbP。在低温下观察到与Berry相相关的Unambibibrium Shubnikov-de-Haas振荡。朗道扇形图表明,在NbP晶体对应的费米面极值在30.5特斯拉平凡贝瑞相。
2016-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nodal Manifolds Bounded by Exceptional Points on Non-Hermitian Honeycomb Lattices and Electrical-Circuit Realizations
拓扑半金属具有节点流形的多样性,包括节点、节点线和节点面,近年来,非厄米系统中的新量子态引起了广泛的研究兴趣。与厄米特系统的体节点必须形成闭流形相反,有趣的是发现,对于非厄米特系统,奇异节点流形可以由体能带结构中的例外点有界。这种特殊的点,在能带合并与带守恒违反,是非厄米系统的标志。在这项工作中,我们表明,各种节点线和鼓面异常边界可以实现二维和三维蜂窝晶格通过自然和物理上可行的非厄米过程。体结费米弧态和鼓面态虽然类似于外尔半金属的表面结费米弧态和鼓面半金属的表面结费米弧态,但本质上应分别与外尔半金属和鼓面线半金属的表面结费米弧态和鼓面线半金属区别开来,因为表面结费米流形带最终会沉入体结费米弧态和鼓面线半金属的表面结费米弧态。然后,我们严格地研究了这些奇异态在开边界条件下的体-边界对应,发现这些奇异态的体-边界对应被破坏,表明周期边界条件对奇异态的存在至关重要。由于周期性边界条件对真实材料来说是不现实的,我们还提出了一个实际可行的电路模拟,用普通运算放大器实现非厄米器件,来模拟这些特殊状态。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall
Transport properties of a non-Hermitian Weyl semimetal
本文研究了由二维Chern绝缘体堆叠形成的三维耗散Weyl半金属的输运性质,发现非厄米性导致Hall电导偏离量子化,该现象与例外点密切相关,并通过非Bloch理论及广义布里渊区解决了边界条件下的拓扑转变动量差异问题。
2023-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological exceptional surfaces in non-Hermitian systems with parity-time and parity-particle-hole symmetries
研究了具有宇称-时间($PT$)和宇称-粒子-空穴($CP$)对称性的非厄米系统的拓扑能带简并.在$d$维非厄米特系统中,由于$PT$或$CP$对称性,$(d-1)$维例外曲面可以从能带接触中出现.我们研究了由于带简并而导致的例外曲面的拓扑稳定性和零能隙准粒子。我们还证明了带简并通过使用拓扑半金属和超导体的晶格模型。
2019-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con physics.optics
Spontaneous Formation of Exceptional Points at the Onset of Magnetism
该研究揭示拓扑半金属中受对称保护的节点可通过磁性起始的对称破缺涨落自发形成稳定例外点,以强关联拓扑绝缘体表面的磁性非厄米Weyl相为例验证,并通过动力学平均场下的多带Hubbard模型求解给出数值证据。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Phase transition from Weyl to self-linked semimetal using bi-circular laser
本研究探讨了双圆偏振光驱动下三重非厄米 Weyl 半金属的费米面拓扑变化,发现其引发虚部能带交换并产生双环和结状费米面,首次揭示了 Weyl 相与结相之间的相变。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Correlated Hopf insulators
本研究探讨了霍普夫绝缘体的关联驱动不稳定性,揭示了非常规威夷半金属和拓扑绝缘态的出现,并指出这些状态之间的相互关联。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phases of interacting electrons in three-dimensional dirty Dirac semimetals
我们从理论上研究了三维Dirac半金属在短程电子-电子相互作用和猝灭时间反转对称无序(但不包括质量无序)作用下的稳定性。首先,我们分别讨论了干净的相互作用Dirac半金属和无相互作用Dirac半金属,证明了它们支持两个不同的量子临界点。使用重整化群技术,我们发现,虽然相互作用驱动的量子临界点本质上是\emph{Gaussian}(平均场),描述了进入各种对称性破缺相的量子相变,但由无序控制的临界点是\emph{non-Gaussian},捕获了向金属相的转变。我们根据\emph{continuous}手征旋转下无序顶点的变换对这种扩散量子临界点进行了分类。我们的wek耦合重整化群分析表明,两个不同的量子临界点是稳定的相互作用的Dirac半金属(手征对称随机性),和一个多临界点(在有限的相互作用和无序)的结果,从他们的相互作用。相比之下,手征对称性破缺无序驱动的临界点对于弱相互作用是不稳定的。分析了弱无序对狄拉克半金属有序化倾向的影响。然而,干净的相互作用临界点满足\emph{Harris criterion},因此预计对键无序是不稳定的。虽然我们的弱耦合分析是不足以建立这些不动点在强耦合制度(当相互作用和无序都很强)的最终稳定性,他们仍然可以在狄拉克半金属在一个大的长度尺度,当相互作用或随机性是足够弱的交叉行为。
2016-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A new topological semimetal with iso-energetic Weyl fermions in TaAs under high pressure
TaAs作为实验发现的拓扑Weyl半金属之一,近年来引起了人们的极大兴趣.周围的TaAs有两种类型的Weyl节点,它们不在相同的能级上。高压作为调控晶格参数和电子相互作用的有效手段,正成为探索新材料及其奇异态的重要工具。因此,研究TaAs在压力下的拓扑Weyl费米子行为和可能的结构相变是非常有趣的。在这里,与从头计算和晶体结构预测技术相结合,一个新的六方P-6 m2相预测在TaAs在14 GPa左右的压力。令人惊讶的是,这个新的阶段是一个拓扑半金属只有一套外尔节点完全相同的能级。由电输运测量和拉曼光谱测量得到的相变压力与我们的理论预测基本一致。此外,P-6 m2相似乎可以被淬灭恢复到常压,这为进一步研究单组Weyl费米子的奇异行为,如表面态与其他性质之间的相互作用提供了可能性.
2015-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Nernst effect and field-induced Lifshitz transition in Weyl semimetals TaP and TaAs
无反转对称性的过渡金属单砷化物/磷化物中Weyl费米子的发现是现代凝聚态物理的重大突破。然而,探索这些准粒子的内在本质是实验上难以捉摸的,因为大多数实验探针依赖于分析费米弧拓扑结构或有争议的签名,如手征异常和巨磁阻的出现。在这里,我们表明,原型I型外尔半金属钽P和钽砷拥有一个巨大的异常能斯特信号的特征饱和高原以外的临界场,可以理解为一个直接后果的有限Berry曲率起源于外尔点。因此,我们的研究结果促进能斯特系数作为一个理想的散装探测和探索的涌现外尔物理的指纹。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced exceptional points and nodal lines in Dirac superconductors
本文研究了无序对点结和线结超导体中准粒子谱的影响。由于准粒子的各向异性色散,无序散射可以使描述这些激发的哈密顿量非厄米。根据系统的维数,我们表明,在频谱中的节点被替换为费米弧或费米领域的例外点或例外线,分别界定。这些功能说明了首先考虑的各向异性的二维(2D)狄拉克半金属,其中费米弧的间隙中的例外点的界限可以实现的模型中的邻近诱导超导体。接下来,我们表明,无序和超电流之间的相互作用,可以引起一个二维费米面的三维(3D)节点超导体的特殊线的边界。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit-free Weyl-loop and Weyl-point semimetals in a stable three-dimensional carbon allotrope
拓扑能带理论彻底改变了我们对材料电子结构的理解,特别是在具有强自旋轨道耦合(SOC)的系统中预测了一种新的状态--外尔半金属。在这里,一类新的外尔半金属,完全由轻元素与可忽略的SOC,提出。我们的第一性原理计算表明,在三维纯碳网络中的共轭p轨道相互作用,称为互穿石墨烯网络,足以产生相同的外尔物理。这种碳同素异形体具有非常好的结构稳定性。它的费米面由两个沿垂直方向具有线性色散的受保护外尔环组成。在反转对称性破缺时,每个外尔环被简化为一对外尔点。网络的表面带是几乎平坦的,在费米能级具有非常大的态密度。正如预期的那样,它在对称性破缺时被还原为费米弧。
2015-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum phase transition and unusual critical behavior in multi-Weyl semimetals
通过重整化群分析,研究了长程库仑相互作用和淬火无序作用引起的无带隙双、三Weyl费米子的低能行为。结果表明,任意弱的无序驱动双Weyl半金属发生量子相变,转变为可压缩扩散金属,而与无序类型和库仑相互作用强度无关.与此相反,三Weyl费米子系统的基态性质在非相互作用极限下敏感地依赖于特定的无序类型:系统被任意弱的随机标量势或随机矢量势的$z$分量转变为可压缩扩散金属态,但当仅存在随机矢量势的$x$或$y$分量时,系统表现出稳定的临界行为.当三重外尔费米子与随机标量势耦合时,系统在弱相互作用下变为扩散金属,但当库仑相互作用足够强时,系统仍为半金属.库仑相互作用和$x$,或$y$,随机矢量势的组件的相互作用导致一个稳定的红外固定点,很可能是由临界行为的特点。当库仑相互作用与随机矢势的$z$分量共存时,系统流向相互作用主导的强耦合区,这可能驱动Mott绝缘转变.因此,很明显,双外尔费米子和三外尔费米子在相互作用和无序时表现出不同的低能行为。这种区别的物理解释进行了详细讨论。还考虑了长程库仑杂质在三重外尔半金属中所起的作用。
2017-11-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
BCS-like disorder-driven instabilities and ultraviolet effects in nodal-line semimetals
本文研究三维节线半金属中淬火无序引起的紫外散射重整化效应,揭示态密度等可观测量在临界无序强度附近的奇异发散行为,并通过映射到二维吸引相互作用金属建立与库珀及激子凝聚不稳定性的对应关系。
2023-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-induced topological quantum phase transitions in multi-gap Euler semimetals
本文通过数值计算和标度分析,研究了无序对多能隙欧拉半金属拓扑相的影响,发现淬火无序可将其驱动至临界金属相,并揭示了局域化长度指数普适性及磁无序诱导的拓扑相变。
2024-08-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Fragmented exceptional points and their bulk and edge realizations in lattice models
研究通过非厄密特晶格模型实现了碎片化异常点的体态和边缘实现,提出了一种高效方法用于设计具有非传统响应特性的系统。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall quant-ph
Exceptional Links and Twisted Fermi Ribbons in non-Hermitian Systems
三维能带结构中带接触点的普遍性质是与Weyl半金属相关的丰富唯象、拓扑稳定性和新颖费米弧表面态的核心。在这里,我们报告相应的情况下出现的系统有效地描述了非厄米哈密顿。值得注意的是,三维非埃尔米特系统具有沿着一维闭合轮廓的通用带接触,在倒易空间中形成特殊的环和链接。相关联的塞弗特表面支持开放的“费米带”的实部的能隙消失,提供了一类新的高维批量概括的费米弧,其特征在于由一个整数的扭曲数。这些结果有可能应用到大量的物理设置,从机械系统和光学超材料的损失和增益的有限寿命准粒子的重费米子材料。特别是,光子晶体提供了肥沃的土壤,用于模拟异常链接及其伴随的费米带的丰富现象学。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fermion doubling theorems in 2D non-Hermitian systems for Fermi points and exceptional points
费米子加倍定理在厄米拓扑材料中起着举足轻重的作用。例如,它指出外尔点必须成对出现在三维半金属中。在这里,我们提出了一个扩展的加倍定理的非厄米特格哈密顿。我们专注于没有任何对称性约束的二维非厄米系统,它可以承载两种不同类型的拓扑点节点,即(i)费米点和(ii)例外点。我们表明,这两种类型的保护点节点服从加倍定理,这要求点节点成对出现。为了证明例外点的加倍定理,我们引入了一个广义缠绕数不变量,我们称之为判别数。重要的是,这个不变量是适用于任何二维非厄米哈密顿与例外点的任意阶,而且也可以用来表征非亏损退化点。此外,我们表明,一个表面的三维系统可以违反非厄米加倍定理,这意味着不寻常的体物理。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall
Weyl points and exceptional rings with polaritons in bulk semiconductors
外尔点是三维色散关系中最简单的拓扑保护退化。外尔半金属在光子晶体中的实现使得这些奇异性及其后果可以用电磁波来探索。然而,在这样的系统中实现非线性是困难的。一种有希望的方法是使用光子和激子的强耦合,因为产生的极化激元通过它们的激子分量相互作用。然而,拓扑极化激元只在二维空间中实现。在这里,我们预测的三维极化激元的色散关系,在一个块体半导体与外加磁场,包含外尔点和外尔线节点。我们表明,吸收转换这些外尔点外尔特殊环。我们的结论是,散装半导体是一个很有前途的系统,在其中调查拓扑光子学在三维空间,和耗散,增益和非线性的影响。
2020-11-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of Fermi arcs and Weyl nodes in a non-centrosymmetric magnetic Weyl semimetal
本研究通过ARPES和第一性原理计算确认CeAlSi为新型非中心对称磁性外尔半金属,观察到表面费米弧和体态外尔锥,并发现费米能级附近的Ce 4f能带,为研究拓扑、磁性与电子关联相互作用提供了独特平台。
2023-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental Realization of Weyl Exceptional Rings in a Synthetic Three-Dimensional Non-Hermitian Phononic Crystal
外尔点(WPs)是携带量子化拓扑荷的孤立简并点,因此对厄米特扰动具有鲁棒性。在非厄米性条件下,WPs将扩散到Weyl例外环。在这里,我们使用一个一维(1D)Aubry-Andre-Harper(AAH)模型来构建一个Weyl半金属在一个三维参数空间,包括一个倒易维度和两个合成维度。以增益和损耗的形式包含非厄米性产生WER。WER的拓扑特征在于其拓扑荷和非厄米缠绕数。实验上观察到的WER在一维声子晶体与非厄米引入有源声学组件。此外,费米弧被观察到生存的非厄米效应的存在。我们设想我们的研究结果铺平了道路,在声学高维非厄米拓扑物理的研究。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Non-Hermitian Floquet topological phases: Exceptional points, coalescent edge modes, and the skin effect
周期性驱动的非厄米特系统可以表现出丰富的拓扑能带结构和非厄米特趋肤效应,在它们的静态或厄米特对应物中没有类似物。本文研究了Floquet准能带中的异常触带点、异常触带点的拓扑特征以及Floquet非厄米趋肤效应。具体而言,我们利用简单的周期性淬火双带系统在一维或二维解析获得的Floquet有效的哈密顿量以及位置的Floquet散装带所拥有的许多例外点。两种不同类型的拓扑缠绕数被用来描述的拓扑特征。体边缘对应(BBC)自然被发现,打破由于FNHSE,这可能是不同的体状态之间的巨大差异。值得注意的是,鉴于我们的模型系统的简单性质,恢复BBC在实践中是可行的,只有在某些参数制度的特征多项式(决定Floquet能带结构)的低阶截断变得可行。此外,无论我们的工作与参数制度,我们发现了一些有趣的方面Floquet拓扑零模式和$π$模式。例如,在开放边界条件下,零边缘模式和$π$边缘模式可以单独地合并并定位在两个不同的边界处。这些反常边缘态还可以通过调节系统参数来改变其积累边界。这些结果表明,非埃尔米特Floquet拓扑相,虽然更具有挑战性的理解比他们的埃尔米特同行,可以非常丰富的FNHSE的存在。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet multiple exceptional points with higher-order skin effect
Indian Institute of Technology Delhi(德里印度理工学院);Indian Institute of Technology Hyderabad(海得拉巴印度理工学院);Indian Institute of Science(印度科学学院)
本研究通过周期驱动系统揭示了Floquet多重异常点与高阶皮肤效应,展示了对FEPs的精确控制及拓扑特性,为驱动耗散系统的拓扑工程提供了新途径。
2025-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Braid Protected Topological Band Structures with Unpaired Exceptional Points
本文证明非厄米系统中存在拓扑稳定的未配对例外点,通过复能级非对易辫子机制构造三能带模型,揭示非阿贝尔单极子及绕数拓扑分类的不完备性。
2023-10-29 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Tailoring higher-order van Hove singularities in non-Hermitian interface systems via Floquet engineering
本研究提出光场驱动的非厄米节线半金属界面系统,通过调节非厄米参数和光振幅定制不同类型的高阶范霍夫奇点,揭示其与厄米系统不同的起源,为探索高阶范霍夫奇点提供新平台。
2023-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exceptional flat bands in bipartite non-Hermitian lattices
Universidad Técnica Federico Santa María(费德里科·圣玛丽亚技术大学);Pontificia Universidad Católica de Valparaíso(瓦尔帕莱索天主教 Pontificia 大学)
研究非厄米特双分量晶格中例外平坦带的形成机制,揭示其在开放和驱动系统中的新特性,统一厄米特与非厄米特平坦带构造。
2026-05-02 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian semi-Dirac semi-metals
近年来,通过考虑拓扑结构在非厄米系统中的作用,人们提出了许多新颖的奇异相,它们的涌现性质引起了广泛的兴趣。在这项工作中,我们提出了非厄米推广的半狄拉克半金属,其特点是沿一个动量方向的线性色散和二次沿其他。我们研究了这种二维半狄拉克半金属在粒子增益和损耗项存在下的拓扑相变。我们表明,这样一个非厄米特长期创建例外点起源于每个半狄拉克点。我们绘制了我们的模型的拓扑相图,使用缠绕数和涡度作为系统的拓扑不变量。通过数值计算和分析计算,我们研究了不同类型的半狄拉克模型的边缘状态的性质,并建立了体边界对应和非厄米趋肤效应的情况下,在一类。另一方面,对于其他类的半狄拉克模型与非对称跳跃,我们恢复的非厄米特趋肤效应,一个异常的功能,通常存在于非厄米特拓扑系统。
2021-02-10 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic transport signatures of disorder-induced non-Hermitian phases
我们研究了在二维狄拉克半金属的无序平均格林函数描述中出现的无序诱导的例外点(EPs)对基本量子输运性质的影响,其中二维狄拉克半金属具有自旋或轨道相关的势散射。值得注意的是,我们发现,EPs可能会促进一个有限的样品在狄拉克点的电导几乎消失到一个相当大的值,随着无序强度增加。这种惊人的行为表现出很强的方向各向异性,这与连接EP的费米弧密切相关。我们通过数值精确模拟证实了我们的结果,从而揭示了特征非埃尔米特光谱特征也对所考虑系统的局部化特性的指纹。最后,我们的理论分析的实验验证的几个候选人进行了讨论,包括无序电子方网材料和冷原子自旋相关的光晶格。
2022-05-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Role of Dirac nodal lines and strain on the high spin Hall conductivity of epitaxial IrO2 thin films
自从在某些重金属元素中发现“巨大的”自旋霍尔效应(SHE)以来,人们一直在努力识别和开发新的和技术上可行的基于重金属的薄膜材料,其可以以甚至更高的效率产生自旋电流以在相邻的铁磁纳米结构上施加自旋轨道转矩(SOT)。与此同时,已经有了广泛的基础研究自旋电流,可以产生强大的,内在的自旋轨道相互作用(SOI)的影响,在更奇异的系统,包括拓扑绝缘体,过渡金属二硫属元素与破坏晶体对称性,外尔和狄拉克半金属,其中无隙电子激发的拓扑和对称性的保护。在这里,我们实验研究强SOT从拓扑半金属IrO2在(001)和(110)正常的薄膜,表现出明显不同的SHE强度。角分辨光电子能谱研究表明,IrO2在能带结构中具有狄拉克节线(DNL),这可以实现非常高的自旋霍尔电导率(SHC)。(001)膜表现出异常高的阻尼类扭矩效率,范围从293 K下的0.45到30 K下的0.65,这设定了比理论预测高十倍且符号相反的SHC下限。我们观察到各向异性应变(110)膜中SHC的显著降低,这表明存在于(001)膜中并有助于SHC的DNL由于(110)膜中的大的各向异性应变而被破坏和缺口化,这进而显著降低SHC。这种狄拉克半金属在室温下具有很大的自热膨胀系数,具有很好的应用前景。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall