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
Observation of trapped fractional charge and topological states at disclination defects in higher-order topological insulators
拓扑晶体绝缘体（TCI）可以表现出独特的、量子化的电学现象，如分数电极化的强度和边界局域分数电荷。这种量化的分数电荷是用于识别缺乏稳健光谱特征（包括具有高阶拓扑结构的特征）的TCI的通用可观察量。已经预测，分数电荷也可以在晶体缺陷破坏TCIs的晶格结构的情况下显现，从而潜在地提供晶体拓扑结构的本体探针。然而，这种能力尚未得到证实，在实验中，因为测量的电荷分布在TCIs一直没有访问，直到最近。在这里，我们实验证明，向错缺陷可以强大的陷阱分数电荷在TCI超材料，并表明，这种被困的电荷可以指示非平凡的高阶晶体拓扑结构，即使在没有任何光谱签名。此外，我们发现了被困电荷和拓扑束缚态的存在之间的连接定位在这些缺陷。我们测试这些拓扑特征的鲁棒性时，保护晶体对称性被打破，并发现一个单一的强大的束缚态可以定位在每个向错旁边的分数电荷。我们的研究结果表明，向错缺陷在TCIs中可以鲁棒地捕获分数电荷以及拓扑束缚态，并进一步证明分数电荷作为晶体拓扑探针的首要地位。
2020-04-27 cond-mat.mes-hall
Fractional disclination charge in two-dimensional $C_n-$symmetric topological crystalline insulators
最近发现，位于向错缺陷处的鲁棒分数电荷是$C_{6}$对称2D拓扑晶体绝缘体（TCI）中的拓扑响应。在这篇文章中，我们深入研究了$C_n$对称TCIs中向错的分数电荷，包括无自旋和自旋- $\frac{1}{2}$的情况。我们从实空间的Wannier表示中计算分数向错荷，并利用能带表示理论对所有允许（广义）Wannier表示的$2D$ TCI构造分数向错荷的拓扑指数.我们发现，对于$C_n$对称的TCI，向错电荷以$\frac{e}{n}$为单位被细分;对于自旋- $\frac{1}{2}$ TCI，具有额外的时间反演对称性，向错电荷以$\frac{2e}{n}$为单位被细分。我们进一步证明了在保持$C_n$对称性和多体带隙的电子-电子相互作用下，虽然我们可以将一个TCI变形为另一个在自由费米子情况下拓扑上不同的TCI，但由我们的拓扑指数确定的分数向错电荷在这个过程中不会改变。此外，我们使用代数技术来推广的指数TCI与非零陈数，其中Wannier表示是不适用的。随着陈数的加入，我们的广义分数向错指数适用于所有$C_n$对称TCI。最后，我们简要地讨论了广义指数的陈数依赖性与Wen-Zee项之间的关系。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of non-Hermitian topological disclination states and charge fractionalization
本文首次在电路中实验观测到由增益和损耗诱导的非厄米拓扑向错态，确认其分数电荷，并展示无分数电荷的简并零能向错态，为有源拓扑光子器件发展提供新可能。
2025-02-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-transfer and Topological Hall Effects as Novel Probes for Magnetic Disclinations in Frustrated Magnets
磁阻挫系统在自旋电子学中重新成为承载三维拓扑孤子的最佳候选者，如Shankar skyrmions和4 $π$ -涡旋，以及其他奇异拓扑缺陷。这些拓扑激发编码在序参数连接到系统的自旋-自旋相关。实验发现的关键挑战是缺乏观察它们的探针。我们在这里证明，自旋转移矩和拓扑霍尔效应测量可以作为探头的磁向错和孤子在这些系统中，通过以前未确定的贡献，他们从这些拓扑缺陷，没有类似的共线磁性。我们提出了一个最小的低能量长波长理论的巡回运营商，并推导出有效的涌现电动力学所产生的非共面磁背景的拓扑缺陷和孤子。这开辟了新的途径，在磁系统中的拓扑缺陷的检测顺序参数流形超越传统的$S^{2}$（单位球）铁磁范例。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall
p-orbital disclination states in non-Euclidean geometries
向错是普遍存在于几乎所有晶体材料中的晶格缺陷。在二维纳米材料中，向错导致宿主材料的翘曲和变形，产生非欧几里德几何形状。然而，这样的几何形状从来没有在拓扑现象的背景下进行过实验研究。在这里，通过创建在圆锥形和鞍形声学系统的向错的物理实现，我们证明，向错可以导致拓扑保护的束缚模式在非欧几里德表面。在所设计的蜂窝状声波晶体的p轨道声波，非欧几何相互作用的p轨道物理和带拓扑结构，显示出有趣的新兴功能确认一致的实验和模拟。我们的研究为非欧几里德几何中的拓扑现象开辟了一条道路，这可能会激发未来的研究，例如，弯曲表面纳米材料中的电子和声子。
2022-01-25 cond-mat.mes-hall
Classification of Two Dimensional Topological Crystalline Superconductors and Majorana Bound States at Disclinations
我们分类离散旋转对称拓扑晶体超导体（TCS）在两个维度和提供的标准为零能量马约拉纳束缚态（MBS）是目前在复合缺陷由磁通量，位错，向错。除了Chern数编码的手征性，离散旋转对称性进一步划分TCS到不同的稳定的拓扑类根据Bogoliubov-de Gennes准粒子的旋转本征谱。锥形晶体缺陷被证明是能够容纳强大的MBS时，这些散装拓扑不变量的某种组合是不平凡的，所规定的指数定理证明内。MBS的奇偶数由一个$\mathbb{Z}_2$值指数计算，该指数仅依赖于TCS的向错和拓扑类。我们还讨论了拓扑晶体超导体边界上角束缚马约拉纳模式的影响。
2017-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Evolution of Landau levels in graphene-based topological insulators in the presence of wedge disclinations
本文采用具有内禀自旋轨道耦合的Kane-Mele模型，研究了楔形向错和磁场对石墨烯基拓扑绝缘体电子性质的影响.利用适当定义的Dirac-Weyl方程，得到了朗道能级的精确解。讨论了拓扑缺陷对朗道能级演化的影响。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Distributed Topological Charge and Spinorial Holonomy in Yukawa-Regularized Graphene Disclinations
Universidade Federal da Alagoas（阿拉戈斯联邦大学）；Universidade Estadual da Paraíba（帕拉伊巴州立大学）；Universidade Federal do Oeste da Bahia（巴伊亚西部联邦大学）；Universidade Federal da Paraíba（帕拉伊巴联邦大学）
研究汤川正则化石墨烯位错，引入汤川型正则化取代奇异顶点，得到相关精确表达式，呈现尺度相关拓扑电荷等，还研究了无质量狄拉克准粒子动力学，为研究类石墨烯系统几何和拓扑效应提供框架。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall gr-qc
Perovskite topological exciton-polariton disclination laser at room temperature
本研究在室温下基于钙钛矿激子-极化子晶格实验实现了C4v对称的拓扑向错（TD）激光器，利用手性与点群对称性保护实现低阈值相干极化子激射，为拓扑激光及光物质相互作用提供了新平台。
2024-04-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geometric and Topological Aspects of Quadrupoles of Disclinations: Conformal Metrics and Self-Forces
在$(2+1)$维中利用共形度规方法研究向错四极构型的几何与物理效应，通过求解泊松方程计算线源自能与自力，揭示对称性对自相互作用的影响及静磁自力符号反转现象。
2025-04-29 cond-mat.mes-hall gr-qc
Breakdown of Charge-Conjugation Symmetry of Disclinations in 2D Crystals
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Radboud University（拉德堡德大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）
通过原子级模拟研究发现二维晶体石墨烯中负向错的电荷共轭对称性破缺，其能量标度和相互作用与正向错不同，为理解二维膜的相关性质提供了基础。
2026-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Contribution of Geometry and Non-Abelian Gauge Fields to Aharonov-Bohm Scattering of Massless Fermions in Graphene with Disclinations
本文通过紧束缚方法和几何理论引入向错，修正无质量 Dirac 方程并引入规范场，研究含向错石墨烯中无质量费米子的 Aharonov-Bohm 散射，揭示向错对相移、干涉图样和微分截面的显著影响。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-lat
Defects in Conformal Crystals: Discrete vs. Continuous Disclination Models
在排斥模型中研究了拓扑缺陷的形成与基态填充的关系。具体来说，我们考虑了屏蔽的2D库仑排斥，它可以方便地参数化相互作用范围的影响，但也可以作为II型超导体中聚电解质丝或涡旋的受限平行阵列的简单物理模型。排斥和限制，分别扩散和集中的粒子密度的抵消趋势，导致集群中的非均匀密度的精力充沛的偏好。在这样的系统中的基态先前被建模为{ \it保形晶体}，其由局部等三角形填充组成，其局部面密度表现出长程梯度。在这里，我们评估两个理论模型，连接的偏好不均匀的密度形成的向错缺陷，其中一个假设一个连续分布的缺陷，而第二个考虑的量化和局部性质的向错在六角共形晶体。将这两种模型与离散粒子团的数值模拟进行比较，研究了相互作用范围和束缚势对基态缺陷的影响。我们发现，治疗向错连续分布以及捕获的基态中的长程相互作用的制度的拓扑缺陷的数量，而相互作用变得更短的范围内，它大大高估了总缺陷电荷的增长。对离散缺陷理论的分析表明，连续缺陷理论的局限性可归因于共形晶体基态中正负向错位置的不对称性，以及向错自能对拓扑电荷符号的强烈不对称依赖性。
2021-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft
Analysis of the interaction of an electron with radial electric fields in the presence of a disclination
考虑具有向错的弹性介质，在WKB（Wentzel，Kramers，Brillouin）近似下研究了无自旋电子与径向电场相互作用的拓扑效应.我们展示了如何离心项的径向方程必须修改由于拓扑缺陷的影响，以便WKB近似可以是有效的。然后，我们从无自旋电子与这种线性分布的电荷所产生的电场的相互作用中寻找束缚态解。此外，我们还研究了无自旋电子与非导体长柱内均匀分布电荷产生的径向电场相互作用的束缚态解。
2019-08-26 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Bloch vector, disclination and exotic quantum holonomy
本文介绍了一种本征空间非完整性的拓扑公式，其中本征空间是由绝热圈交换的。在二能级系统中的非完整性与布洛赫矢量的指向矢（无头矢量）的向错相一致，这是本征投影的特征。阐明了奇异量子完整性背后的覆盖映射结构以及绝热循环同伦分类的作用。这个配方的扩展到非绝热循环和N-能级系统的概述。
2015-03-27 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Geometrical optics limit of phonon transport in a channel of disclinations
材料中拓扑缺陷的存在可以改变其电、声或热特性。然而，当存在一组缺陷时，由于建模中可能出现的微分方程，计算可能变得相当麻烦。在这项工作中，我们表示声子的测地线的2 + 1时空中存在的一个通道的位错偶极子在结晶环境中的解析描述的连续极限与微分几何方法。我们表明，这样一个简单的模型的一维阵列的拓扑缺陷是能够引导声子波。缺陷的存在确实扭曲了材料的有效度量，导致折射率的各向异性景观，其弯曲了声子遵循的路径，聚焦/散焦特性取决于入射波的角度。因此，利用玻尔兹曼转移方程，我们表明，缺陷可能会导致增强或耗尽的弹性能量输运。我们评论的可能性，设计人工材料通过存在的拓扑缺陷。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Majorana modes in emergent-wire phases of helical and cycloidal magnet-superconductor hybrids
非共线磁性开启了产生拓扑超导性的可能性。在这里，我们专注于在背景磁场的磁性超导体混合结构的螺旋和摆线的磁性织构。我们证明，这个系统可以进入一个拓扑阶段，可以理解为一组平行的拓扑线。我们探索并证实了这一想法的深度与三种不同的方法：连续模型，紧束缚模型的基础上的磁性单胞，和精确的对角化有限的二维晶格。这种拓扑状态的关键签名是马约拉纳束缚态的存在下，在某些向错缺陷的磁性纹理。基于螺旋织构或摆线织构所赋予的$C_2$对称性，我们采用具有旋转不变量的拓扑晶体超导体理论，得到了向错处的Majorana宇称。此外，我们考虑了一个90度的helimagnet域壁，这是由一个字符串的交替向错。我们讨论了由此产生的链向错束缚态杂交成两个手征模式具有不同的速度。我们认为，手性磁体和超导体的混合系统能够在各种空间配置中承载马约拉纳模式，其纳米工程可能远远低于，例如，半导体线
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Bound States of Conical Singularities in Graphene-Based Topological Insulators
本文研究了在实现陈数$γ=\pm 1$的蜂窝晶格模型中由楔向错（锥形奇点）引起的电子结构。我们建立了一个对应的束缚态之间的（i）一个孤立的$Φ_0/2$通量，（ii）一个孤立的五边形$(n=1)$或七边形$(n=-1)$缺陷与外部通量的大小$nγΦ_0/4$通过中心和（iii）一个孤立的正方形或八角形缺陷没有外部通量，其中$Φ_0=h/e$是通量量子。由于上述的对应关系，孤立的电子状态的存在绑定到向错是强大的各种扰动。这些结果也被推广到石墨烯基的时间反演不变的拓扑绝缘体。
2013-01-22 cond-mat.mes-hall
Topological charge pumping in quasiperiodic systems characterized by Bott index
研究了一维准周期系统中的拓扑电荷泵。由于这些系统缺乏周期性，我们不能使用传统的方法的基础上定义的动量空间中的拓扑陈数。在这里，我们开发了一个一般的形式主义的基础上，使用所谓的Bott指数的真实空间图片。我们推广了以前用于描述准周期系统中量子霍尔效应的Bott指数，并将其应用于准周期系统中的拓扑电荷泵。Bott指数使我们能够系统地计算电荷泵的拓扑指数，而不管准周期模型的细节。我们应用这种形式主义的Fibonacci-Rice-Mele模型，我们从Fibonacci格，一个著名的准周期系统，和Rice-Mele模型。我们发现，这些准周期系统显示拓扑电荷泵与多层次的行为，由于分形性质的斐波那契晶格。这种多能级泵浦行为可以通过实空间重整化群分析来理解。
2021-05-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological spin pumps I
我们建立了一个半经典动力学方法，将自旋旋转的波函数引入到输运方程中，研究了各种自旋相关抽运现象。我们采用这种技术来研究拓扑泵和说明自旋泵在几个模型中，各种自旋配置或拓扑电机驱动绝热泵。在Rashba模型中，我们发现拓扑自旋泵是由一个带正半Skyrmion电荷的Meron驱动的，其大小可以由外部门或塞曼场控制。另一方面，在Dresselhaus模型中，电子自旋是由负的meron泵出的。我们研究了塞曼场对拓扑自旋抽运的影响以及费米海在各种抽运中的响应。拓扑抽运现象归因于拓扑Stern-Gerlach分裂，并且发生在电荷抽运电流消失或可忽略的横向方向上。本文建立的输运方程也可用于研究反常霍尔效应和自旋霍尔效应，如附录所示。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall
Non-adiabatic topological spin pumping
基于Floquet散射理论，我们解析地研究了一个精确可解模型的拓扑自旋抽运。引入Floquet自旋Chern数来刻画周期含时系统。拓扑自旋泵浦在存在和不存在时间反转对称性的情况下都保持稳健，只要泵浦频率小于带隙，其中电子输运仅涉及泵浦中的Floquet倏逝模。对于大于带隙的泵浦频率，其中泵浦中的传播模式参与电子输运，自旋泵浦速率迅速衰减，标志着拓扑泵浦状态的结束。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
An optimal topological spin pump
我们研究了最近推出的${\mathbb Z}_2$泵组成的一个家庭的一维大块绝缘体的时间反转限制的泵浦周期。我们发现，这些泵的散射矩阵是二分法的拓扑指数。我们表明，一类泵的特征在于一个非平凡的拓扑指数允许，在其拓扑平凡的对应物相比，量子化自旋的无噪声泵，即使在没有自旋守恒。这种区别揭示了二维时间反演不变绝缘体的${\mathbb Z}_2$分类。
2010-05-26 cond-mat.mes-hall
Bulk-edge correspondence in topological pumping
从体-边对应的观点重新讨论了拓扑抽运[1-3]。作为泵浦电荷的质心（CM）的移动由时间方向上的Berry连接明确给出。我们发现，所观察到的泵浦是由于散装，但其量化是保证由边缘状态引起的CM奇异运动。这是拓扑泵浦中的体-边对应。一个规范不变形式的泵浦电荷提出的时间规范，并用于建立这种散装边缘对应。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall
Topological Spin and Valley Pumping in Silicene
提出了一种利用硅烯在面内$ac$电场和垂直电场中实现绝热拓扑自旋和谷抽运的实验方案，面内电场的振幅为$E_{y}$，垂直电场的振幅为$E_{z}^{0}$和$E_{z}^{1}$，垂直电场由静电分量和$ac$分量组成.通过调谐$E_{z}^{0}$和$E_{z}^{1}$，可以实现拓扑谷泵浦或自旋谷泵浦。所产生的无噪声谷和自旋电流可用于谷电子和自旋电子应用。研究表明，体拓扑自旋或谷抽运是二维拓扑绝缘体的一种普遍特征效应，与边缘态物理无关。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Quantized Topological Anderson-Thouless Pump
提出由无序诱导的拓扑 Anderson-Thouless 泵（TATP），揭示无序通过偏移无能隙临界点在非相互作用与相互作用系统中诱导量子化输运，并扩展至高阶拓扑系统。
2022-08-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Bound states at partial dislocation defects in multipole higher-order topological insulators
体-边界对应关系是拓扑绝缘体的一个标志，它将材料的体拓扑性质与鲁棒边界态的存在联系起来。然而，在晶体拓扑材料中，绝缘间隙中的边界态的存在并不总是必要的，因为它们可以隐藏在体能带中，被非拓扑起源的边界伪影所掩盖，或者在高阶拓扑的情况下，它们可以完全被间隙化。至关重要的是，在这样的系统中，受保护的拓扑结构和相应的对称性缺陷之间的相互作用可以提供各种各样的体探针来揭示它们的拓扑性质。例如，体晶体学缺陷（诸如向错和位错）已经被示出为在由晶体对称性保护的绝缘体中结合分数电荷和/或鲁棒的局部束缚态。最近，被称为部分位错的平移对称性的奇异缺陷被提出作为高阶拓扑的探针。然而，这是一个艰巨的任务，有实验控制的产生和探测孤立的缺陷，在固态系统，因此，它们的使用作为一个散装探针的拓扑结构面临着许多挑战。相反，在这里，我们表明，高阶拓扑结构的部分位错探针非常适合工程材料的背景。事实上，我们提出的第一个观察部分位错诱导的拓扑模式在2D和3D高阶拓扑绝缘体从基于电路的谐振器阵列。虽然旋转缺陷（向错）以前已被证明表明高阶拓扑结构，我们的工作提供了第一个实验证据，外来的平移缺陷（部分位错）是散装拓扑探针。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Topological charge and spin pumping in a semiconductor nanowire
提出了利用周期性调制半导体纳米线双量子点链实现绝热拓扑泵浦的方法。我们证明了量子点阱和势垒的非平凡调制可以实现量子化的电荷输运。当量子点阱势被一个与时间相关的交错磁场取代时，通过周期性地调制势垒势和磁场可以实现拓扑自旋抽运。我们还证明了在存在Rashba自旋轨道相互作用的情况下，双量子点链可以用来实现拓扑自旋抽运。然而，在这种情况下，泵浦自旋可以具有不同于所施加的磁场方向的量子化轴。此外，我们表明，所有的绝热拓扑泵浦表现为存在的无带隙边缘态穿越带隙作为时间的函数。
2021-08-26 cond-mat.mes-hall
Quantized spin pump on helical edge states of a topological insulator
本文对基于量子自旋霍尔绝缘体螺旋边态的传统双参数量子泵器件中的量子自旋泵进行了理论研究。通过引入两个与时间相关的反相磁化作为泵浦参数，我们发现当费米能级位于磁化打开的能隙中时，在一个泵浦周期内可以泵浦出整数个电荷或自旋，这归因于两个泵浦势之间可能存在的拓扑界面态。量子化的泵浦电流可以是完全自旋极化的、自旋非极化的或纯自旋电流，而其方向可以通过一些系统参数（如泵浦相位和局部栅极电压）突然反转。我们的研究结果可能有助于量子化自旋泵的产生。
2018-03-06 cond-mat.mes-hall
Impact of a topological defect and Rashba spin-orbit interaction on the thermo-magnetic and optical properties of a 2D semiconductor quantum dot with Gaussian confinement
本文研究了在均匀恒定磁场作用下，引入锥形向错对二维GaAs量子点的热学和光学性质的影响。特别是，我们的模型由一个单电子受限制高斯势与自旋轨道相互作用的Rashba方法。通过正则配分函数，由薛定谔方程的精确解计算了比热和磁化率，结果表明，肖特基反常峰结构随拓扑缺陷线性位移.我们发现，这种缺陷和Rashba耦合修改的值的温度和磁场中的系统作为一个顺磁材料的行为。值得注意的是，在量子点中引入圆锥向错放宽了施加外部电磁场时电子跃迁的选择规则。这产生了一组新的允许跃迁，导致吸收系数以及折射率变化中出现半抑制共振，其相对于没有缺陷的量子点的规则跃迁蓝移。
2019-01-02 cond-mat.mes-hall
Adiabatic quantum pumping through surface states in 3D topological insulators
研究了强三维拓扑绝缘体表面狄拉克费米子的绝热量子抽运。两种不同的几何结构进行了详细研究，正常金属-铁磁-正常金属（NFN）结和铁磁-正常金属-铁磁（FNF）结。使用散射矩阵的方法，我们首先计算隧道电导，然后使用不同的泵浦机制，这两种类型的结的晶体管泵浦电流。我们解释的振荡行为的电导通过研究的条件共振传输的结，并发现，每次出现一个新的共振模式在运输窗口，泵浦电流发散。我们还预测了实验上可区分的泵送电流和整流电流之间的差异。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall
Quantized charge-pumping in higher-order topological insulators
基于面内磁场的旋转和量子自旋霍尔效应，研究了具有边-角对应的高阶拓扑绝缘体（HOTI）的量子化电荷泵.利用非平衡格林函数方法，得到了一幅比荷泵浦过程的图象。值得注意的是，我们证明了量子化的电荷泵电流是在没有体态参与的情况下实现的，并且电荷沿着样品的边界移动。此外，还研究了外部参数对泵浦电流的影响。我们发现泵浦电流的大小和方向可以通过调节引线和样品之间的耦合强度来控制。我们的工作加深了对HOTI中电荷泵的理解，并扩展了其输运性质的研究。
2022-07-12 cond-mat.mes-hall
A topological quantum pump in serpentine-shaped semiconducting narrow channels
我们提出并从理论上分析了一个一维的固态电子设置，作为一个拓扑电荷泵在完全没有叠加振荡本地电压。该系统由一个半导体窄通道与强大的Rashba自旋轨道相互作用图案中尺度蛇形形状。一个旋转的平面磁场作为外部交流扰动，并与Rashba自旋轨道相互作用，这是调制的几何曲率的电子通道，以实现拓扑泵浦协议最初介绍了一个全新的方式。我们期望在我们的介观量子器件中精确泵浦电荷与量子精密测量目的相关。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall
Topological power pumping in quantum circuits
在这篇文章中，我们开发了一个描述的拓扑泵作为慢经典动力学变量耦合的量子系统。我们讨论的情况下，量子霍尔泵，无刷泵，和最近的Floquet泵的频率转换器。这最后一种情况对应于我们关注的作用角变量所描述的经典模式之间的量子拓扑耦合。我们提出了一种实现这样的拓扑耦合器的基础上适当地由三个调制驱动器驱动的超导quutrit。详细的实验协议，允许测量的超导电路的不同模式之间的量子化拓扑功率传输进行了讨论。
2022-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Landau-Zener Transition in Topological Acoustic Pumping
量子化电荷泵是拓扑非平凡系统中特有的绝热现象。这种拓扑抽运不仅为拓扑保护下的态演化提供了基本的理论依据，而且为高维拓扑相的研究提供了重要的途径。在这项工作中，我们展示了拓扑泵浦声波导系统中的拓扑边界态（TBS）的成功泵送的散装对面的边缘。通过探索两个TBS带之间的有限尺寸诱导的微能隙，从理论和实验两方面论证了系统的Landau-Zener跃迁，揭示了系统绝热性破坏的定量条件。我们的研究结果不仅为拓扑声学的未来研究开辟了一条新的途径，而且还建立了非绝热跃迁作为一个新的自由度操纵拓扑状态。
2020-08-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topological pumping of edge states via adiabatic passage
在具有非平凡拓扑相位的有限晶体或准晶中，边缘态的拓扑抽运提供了一种强有力的方法来实现强有力的激发转移。在大多数拓扑泵浦方案中，边缘态在绝热循环期间变得离域并浸入连续谱中，需要极慢的演化以避免非绝热效应。本文提出了一种基于边缘态和界面态绝热通过的拓扑泵浦方案，该方案对非绝热效应具有更强的鲁棒性，并避免了在整个绝热循环中态的离域。该方案是考虑绝热通过在一个系统维持两个拓扑保护的边缘状态和一个界面状态，实现了两个二聚Su-Schrieffer-Heeger链与不同的拓扑秩序
2019-04-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Single Electron Pumping Assisted by Majorana Fermions
提出了一种基于马约拉纳费米子拓扑性质的单电子抽运方法。该装置由一个量子点和四个通过收缩结连接的纳米拓扑超导体（TS）组成，附加的涡旋位于TS环中。操作是由在收缩结的栅极电压。利用Bogloliubov-de Gennes方程进行了模拟，成功地证明了开关操作过程中的量子保护。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Topological Spin Chern Pump
我们提出了一个一维电子模型，其参数在封闭的循环中被周期性地调制，它可以连续地将自旋抽运到铅上。通过定义自旋极化的Wannier函数，我们证明了自旋泵受到自旋Chern数的保护，从而对违反时间反演对称性和自旋守恒的扰动是稳定的.我们的工作证明了实现不依赖于任何对称性的拓扑自旋泵的可能性和原理，并提出了一种实验观察体拓扑不变量的可能途径。
2013-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional quantization of the topological charge pumping in a one-dimensional superlattice
一维量子电荷泵在每个泵浦周期中传输量化电荷。这种量子化是拓扑鲁棒的，类似于量子霍尔效应。相反，在泵浦周期的一部分中转移的电荷通常是非量子化的。然而，我们发现，在参数空间中的特定对称性的电荷转移在明确定义的分数的泵周期被量化为整数分数的陈数。我们说明了这一点，在一个一维的Harper-Hofstadter模型，并表明分数量子化的拓扑电荷泵是独立的考虑到特定的边界条件。我们进一步讨论了光学超晶格中冷原子气体的这种现象的相关性。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Spontaneous topological pumping in non-Hermitian systems
我们在非厄米系统中引入调制不稳定性来研究拓扑边态的态转换。我们证明了非厄米系统中的态转换导致拓扑抽运，这是一种将拓扑边态从一边转移到另一边的方式。与厄米特系统相反，拓扑泵浦可以在非厄米特系统中自发发生。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Topological pumping in class-D superconducting wires
研究了在倾斜塞曼场作用下，通过自旋轨道耦合纳米线中的邻近效应诱导超导时，在正常金属/D类超导体混合界面处的绝热抽运.当纳米线中的诱导序参量不均匀时，相图中存在孤立的平凡区域，周围是拓扑区域。我们表明，在这种情况下，泵浦电荷量子化的元电荷$e$的单位，并具有拓扑性质。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Breakdown of topological Thouless pumping in the strongly interacting regime
本文从拓扑相保护的角度阐明了强相互作用系统中拓扑无源抽运的不稳定性机制。如果保护对称性的基本拓扑相位之间的非相互作用的费米子和玻色子系统的强耦合限制的变化，对称性保护参数强制间隙关闭，从而预测故障的拓扑泵。我们还表明，即使在弱相互作用的制度，散装拓扑泵浦仍然是强大的，相互作用的影响表现在边缘密度分布，导致一个独特的功能，在开放的边界条件下的泵。此外，上述结果的推广表明，一个相互作用诱导的Weyl半金属相的模拟可以实现在拓扑泵浦的设置。我们的结果提供了一个系统的理解拓扑泵对强相互作用，其中传统的微扰参数不能应用的稳定性。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fractional quantization of charge and spin in topological quantum pumps
拓扑量子泵在拓扑上等价于量子霍尔态：在这些系统中，在每个泵浦周期中泵浦的电荷是量子化的，并且与陈省身不变量一致。然而，与量子霍尔绝缘体不同，量子泵可以表现出新颖的现象，例如电荷传输的分数量子化，这是由于它们在参数空间中的独特对称性。在这里，我们报告类似的分数量子化的自旋输运拓扑自旋泵实现在一个一维晶格通过周期性调制塞曼场。在所提出的模型中，这是一个spinfull推广的哈珀-霍夫施塔特模型，在明确定义的分数的泵浦周期期间泵浦的自旋电流的量被量化为自旋陈数的分数。自旋的这种分数量子化是拓扑的，是周期场与基础晶格相互作用所产生的额外对称性的直接结果。
2017-03-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Topological pumping induced by spatiotemporal modulation of interaction
本文提出利用相互作用的时空调制破坏时间反演对称性，在无单粒子对应物的多粒子体系中实现整数与分数拓扑泵浦，并揭示边缘态输运和纠缠熵转变。
2024-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bulk Pumping in 2D Topological Phases
拓扑相位中的拓扑（无）泵浦的概念传统上与Laughlin的泵浦参数相关联，用于二维（2D）量子霍尔系统中霍尔电导的量子化。它依赖于磁通量的变化，在Aharonov-Bohm效应的精神下，这些变化穿过感兴趣的系统而不穿透其主体。在这里，我们探索一个不同的范例拓扑泵浦诱导，而不是由磁通量的变化$δχ$插入通过大量的拓扑相位。我们表明，$δχ$一般控制拓扑泵的模拟，伴随着强大的物理现象。我们证明了这一概念的散装泵在两个典型类型的二维拓扑相位：整数和分数量子霍尔系统和拓扑超导体。我们表明，特别是，散装泵提供了一个统一的连接之间的看似不同的物理效应，如密度变化所描述的Streda公式在量子霍尔阶段，和分数约瑟夫森电流拓扑超导体。我们讨论了其他类型的拓扑相位的整体泵浦的推广。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological pumping of quantum correlations
拓扑抽运和对偶变换是凝聚态和统计力学中的典型概念。本文将粒子的拓扑抽运概念推广到量子关联的拓扑抽运。我们提出了一个计划，找到泵协议的高度相关的状态映射到不相关的。我们表明，实现这一目标的一种方法是使用对偶，因为它们是非局部变换，保持系统的拓扑性质。通过使用它们，我们证明了可以实现扭结和类团簇激发的拓扑泵浦。我们发现这些高关联激发态的纠缠在抽运过程中被强烈地改变，并且相互作用增强了对无序的鲁棒性。我们的工作为探索超越粒子概念的拓扑泵浦铺平了道路，并开辟了一条新的途径来研究相关性和拓扑之间的关系。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Topological anomalous Floquet photon pump
The University of Texas at Dallas（德克萨斯大学达拉斯分校）；Texas A & M University（得克萨斯农工大学）；Georgetown University（乔治城大学）
提出一个基于单量子比特的非绝热拓扑光子泵协议，通过驱动量子比特非线性实现拓扑相，并在腔Wigner分布函数中观测拓扑泵浦。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
Experimental Demonstration of Dynamic Topological Pumping Across Incommensurate Bilayered Acoustic Metamaterials
无泵浦可以看作是整数量子霍尔效应的动力学形式。在有限尺寸的配置中，这种拓扑泵浦显示边缘模式，这些模式动态地从一个体带出现并潜入相对的体带，这种效果可以用量子和经典系统再现。在这里，我们报告的第一个非辅助的动态能量转移的超材料，通过泵浦这样的拓扑边缘模式。该系统是一个拓扑非周期性的声学晶体，具有一个相位子，可以快速和周期性地驱动在绝热循环。当超材料的一个边缘在拓扑禁止的频率范围内被激发时，放置在另一个边缘的麦克风开始拾取信号，只要泵送过程开始。相比之下，当禁止的频率范围是非拓扑的时，麦克风不拾取信号。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Comment on "Topological Pumping in a Floquet-Bloch Band"
本手稿是对J. Minguzzi等人在PRL 129，053201（2022）中发表的一篇文章的评论。
2022-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topological pumping in Aharonov-Bohm rings
拓扑无源泵浦和Aharonov-Bohm效应是由系统的拓扑特性所实现的两种基本效应。在这里，我们一起研究这两种效应：通过Aharonov-Bohm环的相互作用粒子的拓扑泵浦。该系统可以制备高度纠缠的多粒子态，通过拓扑泵浦传输它们，并干涉它们，揭示分数通量量子。通过非平凡的Aharonov-Bohm干涉图案揭示了所产生的状态的类型，该干涉图案可用于量子传感。由干涉引起的反射来自拓扑带之间的跃迁。特定的频带允许传输与带隙缩放作为粒子数的平方根。我们的系统铺平了一条新的道路，结合系统的状态准备和拓扑保护的运输。
2019-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Observation of Hybrid-Order Topological Pump in a Kekule-Textured Graphene Lattice
提出混合阶拓扑泵浦概念，利用Kekulé纹理石墨烯晶格实现体态、边缘和角态的同时转变，并通过声学实验直接验证了该泵浦过程，加深了对高阶拓扑相的理解。
2023-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interaction Induced Topological Charge Pump
基于对称性保护拓扑相（SPT）的拓扑跃迁，以对称性破缺参数为综合维数，提出了一种相互作用诱导拓扑电荷泵（iTCP）.这意味着，虽然iTCP和间隙闭合奇点对于对称破缺扰动是稳定的，但SPT的相边界是拓扑障碍。我们已经确认了该iTCP的体积边缘对应使用DMRG与最近邻相互作用的Rice-Mele模型。对于在光晶格中的实现，提出了一种互作用扫描泵浦方案。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Topological Pumping over a Photonic Fibonacci Quasicrystal
准周期晶格最近被证明是物质的非平凡拓扑相。电荷泵-拓扑状态的物质的标志之一-最近实现的光子在一维（1D）的非对角哈珀模型中实现的光子波导阵列。拓扑非平凡的一维Fibonacci准晶（QC）有望促进类似的现象，但其离散性和缺乏泵浦参数阻碍了这种拓扑效应的实验研究。在这项工作中，我们克服了这些障碍，利用一个家庭的拓扑等价的QC范围从斐波那契QC哈珀模型。在光子波导阵列中实现，我们观察到这个家庭的拓扑特性，并执行拓扑泵浦的光子通过斐波那契QC。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Finite-size corrections to quantized particle transport in topological charge pumps
研究了有限系统绝缘基态中绝热电荷输运的量子化。拓扑电荷泵在实验中被用作拓扑顺序的指示器。在热力学极限下，输运可以与拓扑Berry相有关，因此是严格量子化的。对于有限系统来说，这不再是真的。我们推导出非相互作用和相互作用系统的运输有限大小的修正，并将它们与单和多体Berry曲率的分析性质。我们发现，它们依赖于泵的实验实现的细节。虽然即使在大型系统中它们也是不可忽略的，但是适当选择泵送协议可以抑制这些校正。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
