Phonon-induced Floquet second-order topological phases protected by space-time symmetries
空间和非空间对称性的共存以及它们之间适当的对易/反对易关系可以产生静态高阶拓扑相，其具有比一更高的余维的无间隙边界模式。或者，时空对称性在Floquet系统中也可以导致更高的co-dimensions的异常Floquet边界模式，大概与相对于非空间对称性的对易/反对易关系的改变。我们展示了如何相干激发声子模式可以用来促进空间对称性的静态系统总是平凡的，支持非平凡的Floquet高阶拓扑相位的时空对称性。我们提出了两个例子-一个在D类和另一个在AIII类相干激发声子模式促进反射对称性的时间滑移对称性，使空间和非空间对称性之间的换向/anticommutation关系被修改。这些改变的关系允许以前平凡的系统主机无间隙模式的共维2反射对称边界。
2019-11-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous and normal dislocation modes in Floquet topological insulators
具有非平凡体拓扑不变量的电子带通过边界处的鲁棒无隙模式显现，例如，边缘和表面。因此，这种体-边界对应在受驱动量子材料中也是有效的。例如，合适的周期性驱动器可以将普通绝缘体转换为Floquet拓扑绝缘体（FTI），其在与真空的界面处适应非耗散动态无间隙模式。在这里，我们从理论上证明，位错，晶体中无处不在的晶格缺陷，可以探测FTI以及非常规的$π$ -平凡的绝缘体在大部分驱动的量子系统通过支持正常和异常模式，本地化的缺陷核心附近。正常和异常位错模式分别位于Floquet区中心和边界。我们对二维Floquet Chern绝缘体和$p_x+ip_y$超导体的位错模分别由带电和中性的Majorana费米子构成的情形进行了研究。因此，我们的研究结果应该有助于探测Floquet拓扑相位在国家的最先进的实验驱动量子晶体，冷原子设置，光子和声子超材料通过散装拓扑晶格缺陷。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Occupation probabilities and current densities of bulk and edge states of a Floquet topological insulator
结果提出的占据概率和电流密度的体和边缘状态的半填充石墨烯在圆柱形的几何形状，并照射由圆偏振激光。假设系统是封闭的，并且激光器已经被接通作为淬火。激光参数对应于一些有代表性的拓扑阶段进行了研究：一个地方的陈数的Floquet带等于手征边缘模式的数量，第二个异常的边缘状态出现在Floquet布里渊区边界，和第三个地方的陈数为零，但拓扑边缘状态出现在中心和边界的Floquet布里渊区。定性的差异被发现的高频非共振和低频共振激光器的边缘状态所产生的由于共振过程占据了一个高的有效温度，一方面，而边缘状态所产生的由于非共振过程占据了一个低的有效温度。对于一个理想的半满系统，其中只有一个带中的Floquet布里渊区被占用，另一个空的，粒子空穴和Floquet哈密顿量的反演对称性意味着零电流密度。然而，激光开启协议打破了反转对称性，导致在稳态下的电流密度的净圆柱形片。由于系统的潜在手性，该电流密度分布与圆柱体的顶部和底部之间的净电荷不平衡相关联。
2016-05-27 cond-mat.mes-hall
Cutting off the non-Hermitian boundary from an anomalous Floquet topological insulator
在二维反常Floquet绝缘体中，非厄米边界态工程可以用来将手征边界态与准能谱中的体能带完全分离。这种光谱分离的边界态的拓扑性质不再受严格的体积边界对应的厄米系统。我们表明，这种额外的拓扑自由度，使人们能够忠实地转移的拓扑性质的边界附加到一个Floquet绝缘体的非厄米特Floquet链通过物理切断边界从散装。我们实现这种情况下的一个简单的模型，一个异常的Floquet绝缘体厄米和非厄米边界，并讨论我们的建设的相关性，实验实现非厄米拓扑相连接的维度1和2。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Quantized Floquet topology with temporal noise
时间周期（Floquet）驱动是一种强有力的方法来工程量子相位的物质，包括根本上非平衡态，这是不可能的静态哈密顿系统。一个典型的例子是反常的Floquet绝缘体，它表现出拓扑量子化的手征边缘状态类似于陈省身绝缘体，但服从批量本地化。我们研究了这个拓扑系统的响应依赖于时间的噪声，这打破了拓扑保护Floquet对称性。令人惊讶的是，我们发现，通过部分填充的费米子系统和测量每个周期泵送的电荷给出的量化响应，仍然量化到有限的噪声幅度。我们跟踪这个强大的拓扑结构之间的相互作用扩散和泡利阻塞的边缘状态衰减，我们希望应该是强大的相互作用。我们确定的边界的拓扑相的系统与空间无序数值通过水平统计，并证实我们的结果在极限消失的障碍，通过分析Floquet超算子的方法。这种方法建议一个非厄米特Floquet拓扑相位的系统的状态的解释。我们评论量化的其他拓扑响应的情况下，Floquet对称性和潜在的实验实现。
2021-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Extrinsic topology of Floquet anomalous boundary states in quantum walks
体-边界对应是拓扑相的基本原理，其中体拓扑确定无间隙边界状态。另一方面，已经知道，角或铰链模式在高阶拓扑绝缘体可能会出现由于“外在”的边界拓扑，即使当体积拓扑数是平凡的。本文发现量子行走中的Floquet反常边界态具有类似的外赋拓扑性质。与高阶拓扑绝缘体相比，量子行走中的非本征拓扑即使对于一阶拓扑相也是明显的。给出了量子行走中的外赋拓扑的拓扑表，并通过具体例子说明了Floquet反常边界态的外赋性质。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Generating many Majorana corner modes and multiple phase transitions in Floquet second-order topological superconductors
$d$维的$n$阶拓扑绝缘体或超导体在其$(d-n)$维边界（$n\leq d$）处具有局域本征模.在这项工作中，我们施加周期性的驱动场的二维超导体，并获得了各种各样的Floquet二阶拓扑超导（SOTSC）相位与许多马约拉纳角模在零和$π$准能。发现两个不同的Floquet SOTSC相被三种可能的变换分开，即，由于体光谱间隙的闭合/重新打开而引起的拓扑相变、由于边缘光谱间隙的闭合/重新打开而引起的拓扑相变、或者其中体光谱是无间隙的完全不同的相位。由于系统的驱动和固有能量尺度之间的强烈相互作用，所有发现的相和跃迁都是高度可控的，通过调整系统的单个跳跃参数。我们的发现不仅丰富了Floquet SOTSC相的可能形式，而且提供了一个有效的方案来产生许多共存的Majorana零模和$π$角模，这可能在Floquet量子计算中找到应用.
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Non-Hermitian Floquet topological phases with arbitrarily many real-quasienergy edge states
非厄米系统中物质的拓扑态由于其有趣的动力学和输运性质而引起了人们的广泛关注。在这项研究中，我们提出了一个周期性驱动的一维非厄米特晶格模型，它具有丰富的Floquet拓扑相位。解析地导出了该模型的拓扑相图。它的每个非厄米Floquet拓扑相位的特征在于一对整数缠绕数，计算在晶格边界的实0-和π-准能边缘状态的数量。非厄米性诱导的Floquet拓扑相位与无限的缠绕数被发现，这允许任意多个真正的0-和π-准能边缘状态出现在复杂的准能体隙在一个良好的控制方式。我们进一步建议通过动态成像其体态的频闪自旋织构来探测系统的拓扑缠绕数。
2018-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Hierarchy of higher-order Floquet topological phases in three dimensions
按照一般协议，定期驱动静态的一阶拓扑相位（支持表面状态）与适当的离散对称破缺威尔逊-狄拉克质量，在这里，我们构建了一个层次的高阶Floquet拓扑相位在三维空间。特别是，我们展示了实现的二阶和三阶Floquet拓扑状态，分别支持动态铰链和角落模式在零准能量，通过定期驱动其静态的一阶母态与一个和两个离散的对称破缺威尔逊-狄拉克质量（ES）。虽然静态表面状态的特征在于余维$d_c=1$，所产生的动态铰链（角）模式，由\emph{antiunitary}光谱或粒子-空穴对称性保护，生活在与$d_c=2$ $(3)$的边界上。我们将这些结果用于三维拓扑绝缘体和狄拉克半金属，后者遵循任意自旋$j$表示。
2021-03-29 cond-mat.mes-hall
Escaping AB caging via Floquet engineering: photo-induced long-range interference in an all-band-flat model
通过高频驱动将全带平坦钻石链转化为可调准平坦带和残余平坦带，实现光诱导长程干涉并操控量子纠缠。
2025-12-12 cond-mat.mes-hall quant-ph
Sensing Floquet-Majorana fermions via heat transfer
在封闭的XY自旋-1/2链中的横向场的时间周期调制产生非常丰富的动力学相图，具有以不同数量的Floquet-Majorana模式为特征的拓扑相位的层次结构。我们发现，这个丰富的相图生存时，系统耦合到耗散端水库。避开准备和测量准能量配置特有的Floquet-Majorana检测计划的障碍，我们表明，频闪热输运和自旋密度是强大的可观的检测动态相变和Majorana模式。特别是，我们发现，热流的导数，相对于控制参数，改变符号的边界处分离拓扑相位与不同数量的Floquet马约拉纳模式。我们提出了一个简单的计划，直接计数的Floquet-Majorana模式的数量在一个阶段从傅立叶变换的本地自旋密度分布。我们的结果是有效的，只要各向异性不是很强，并且可以很容易地在量子工程系统中实现。
2017-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Floquet engineering of Dirac cones on the surface of a topological insulator
我们建议Floquet工程师狄拉克锥表面的三维拓扑绝缘体。我们发现，一个大的可调谐性的费米速度可以实现作为一个功能的偏振，方向和振幅的驱动场。利用这种外部控制，准能谱中的狄拉克锥可以变成椭圆形或有质量的，这与实验证据是一致的。这些结果有助于我们理解拓扑绝缘体中表面态和外部交流驱动场的相互作用。在我们的工作中，我们使用的三维系统，而不是有效的表面哈密顿，这通常被认为是在文献中的完整的哈密顿量。我们的研究结果表明，狄拉克锥在quasienergy频谱仍然强大，即使在体状态的存在下，因此，他们验证了使用有效表面哈密顿量探索Floquet驱动的拓扑边界的属性。此外，我们的模型允许我们引入新的面外场的配置，这不能占有效表面哈密顿量。
2019-07-25 cond-mat.mes-hall
Dynamical preparation of Floquet Chern insulators
实现拓扑绝缘体由于其优异的性能和潜在的应用前景而引起了人们极大的兴趣。有最近的建议，Floquet分析的基础上，人们可以产生拓扑非平凡绝缘体定期驾驶拓扑平凡的。在这里，我们解决会发生什么，如果一个遵循这样的系统中的动态。具体来说，我们提出了一个精确的研究的时间演化的石墨烯类系统受到圆极化电场。我们证明了，对于无限（几何不变）系统，陈数是保守的酉演化。对于系统的边界，另一方面，我们表明，一个适当定义的拓扑不变，Bott指数，可以改变。因此，它应该是可能的实验准备从非拓扑的拓扑状态。我们表明，在这样的系统中的边缘电流的手征可以通过调整填充控制。
2016-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Floquet topological phase of nondriven $p$-wave nonequilibrium excitonic insulators
{ \it p}波超流体的非平凡拓扑结构使其成为信息技术领域的重要研究对象。在这项工作中，我们报告的拓扑状态的{ \it p}波非平衡激子绝缘体（NEQ-EI），并显示如何引导一个非拓扑带绝缘体与明亮的$p$激子向这个状态，通过适当的激光脉冲，从而实现动态拓扑相变。转变背后的基本机制是NEQ-EI的规范对称性破缺，这会导致激子凝聚体的自持持续振荡，因此对于足够高的激子密度，会出现Floquet拓扑状态。我们显示的Floquet Majorana模式的形成在开放系统的边界，并讨论了ARPES实验的拓扑光谱签名。我们强调，拓扑性质的{ \it p}波NEQ-EI产生完全从电子-空穴库仑相互作用的系统是不受外部场驱动。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological reflection matrix
虽然周期性驱动相提供了对非平衡拓扑结构的独特见解，比静态拓扑结构更丰富，但它们的实验实现往往受到无处不在的退相干效应的阻碍。最近，我们提出了一种实现这些Floquet相位的无消相干方法。中心的见解是，反射矩阵，是单一的散装绝缘体，起着Floquet时间演化运营商的作用。我们已经表明，反射过程的边界系统支持高阶拓扑相位（HOTP）模拟非平凡Floquet阶段。到目前为止，这种方法被证明是工作的一维Floquet拓扑相保护的局部对称性。在这里，我们扩大了适用范围，通过研究反射关闭三维HOTP角和铰链模式。我们表明，反射过程可以模拟一阶和二阶Floquet阶段，保护的局部和空间对称性的组合。对于每一个相位，我们讨论了合适的拓扑不变量计算的嵌套散射矩阵方法。
2022-04-19 cond-mat.mes-hall
Brillouin-Wigner theory for high-frequency expansion in periodically driven systems: Application to Floquet topological insulators
基于Brillouin-Wigner（BW）微扰理论，我们构造了周期驱动量子系统的系统高频展开式，该方法在Floquet理论中的投影零光子子空间上产生有效的哈密顿量，以$ω$为驱动频率，在$1/ω$中再现原始Floquet哈密顿量的准能量和本征态，达到所需的阶数. BW方法的优点是，它不仅是有效的，在推导高阶项，但甚至使我们能够写下整个无穷级数展开，相比van Vleck退化微扰理论。膨胀也是免费的虚假依赖的驱动阶段，这一直是一个障碍，在Floquet-Magnus膨胀。我们将BW展开应用于由圆偏振光驱动的非相互作用电子的各种模型。随着光的振幅的增加，系统经历了一系列的Floquet拓扑到拓扑的相变，其在高频区的相边界很好地解释了BW展开。随着频率的降低，由于带与非零光子扇区的接触，高频膨胀在某个点上破裂，在那里我们发现数值上更复杂和更丰富的Floquet拓扑相位出现。用Floquet动力学平均场论分析了电子-电子相互作用和能量耗散的影响。我们特别揭示了从Floquet拓扑到莫特绝缘体的相变，其中相边界可以再次用高频展开捕获。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall
Out of equilibrium higher-order topological insulator: Floquet engineering and quench dynamics
高阶拓扑HOT态，在低维边界上，如铰链和角，承载拓扑保护模式，最近扩展了静态拓扑相的领域。本文证明了利用离散四重（$C_4$）和时间反演（${\mathcal T}$）对称性破缺Dirac质量微扰周期性地踢量子自旋霍尔绝缘体（QSHI），实现二维\emph{Floquet}二阶拓扑绝缘体的可能性，该绝缘体具有角定域零准能模和量子化Floquet四极矩$Q^{\rm Flq}_{xy}=0.5$.此外，我们表明，$Q^{\rm Flq}_{xy}$成为独立的起源的选择，作为系统接近热力学极限。我们还分析了当$C_4$和${\mathcal T}$对称性破缺微扰被关闭时，角模突然猝灭后的动力学行为，发现相应的生存概率在长时间内呈现出完全、部分和不复活的周期性现象，编码了角模在QSHI中的特征。我们的协议是足够普遍的，以探索在绝缘体和无间隙系统的动态热阶段的领土。
2020-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Unsupervised machine learning of topological phase transitions from experimental data
识别相变是量子多体物理学的关键挑战之一。最近，机器学习方法已经被证明是一种替代的方式，也从噪声和不完美的数据，并没有序参量的知识定位相边界。在这里，我们应用不同的无监督机器学习技术，包括异常检测和影响函数的实验数据从超冷原子。通过这种方法，我们得到的拓扑相图的Halfton模型在一个完全无偏的方式。我们表明，该方法可以成功地应用于实验数据在有限的温度和Floquet系统的数据，后处理数据时，一个单一的微动阶段。我们的工作为复杂多体系统中新的奇异相的无监督检测提供了一个基准。
2021-02-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Robustness of quantized transport through edge states of finite length: Imaging current density in Floquet topological vs. quantum spin and anomalous Hall insulators
拓扑绝缘体（TI）的理论分析传统上集中在具有带隙的无限大均质晶体和其波函数的非平凡拓扑，或者其边界具有表面或边缘金属态的无限大导线上。然而，实验设备包含连接到正常金属（NM）引线的有限尺寸拓扑区域，这就提出了一个问题，即纵向电导的量化精度如何以及电子如何从拓扑平凡的NM引线跃迁到边缘态。这对于最近获得的二维（2D）Floquet TI来说是特别紧迫的问题，其中电子从与时间无关的NM导致流入与时间相关的边缘状态-Floquet TI的最近实验实现使用由圆偏振光照射的石墨烯，没有表现出量子化的纵向电导或霍尔电导。在这里，我们采用电荷守恒的解决方案的Floquet不等格林函数（NEGFs）的辐照石墨烯纳米计算纵向两端电导，以及空间分布的局部电流密度的电子传播从NM导致Floquet TI。在Floquet TI的情况下，体电流密度和边缘局部电流密度对总电流的贡献相等，这导致纵向电导低于预期的量化平台，边缘空位略微降低。我们提出了两个实验方案来检测Floquet TI内的体电流密度和边缘电流密度的共存：（i）在石墨烯的照射区域的内部钻纳米孔将诱导体电流密度的反向散射，从而将纵向电导降低$\sim 28$ %;（ii）使用金刚石NV中心对由局部电流密度产生的磁场进行成像。
2020-09-01 cond-mat.mes-hall
Anomalous Floquet Insulators
我们证明了一个二维的异常Floquet绝缘体（AFI）相的存在：一个相互作用（驱动）的非平衡拓扑相的物质，没有对应的平衡。的AFI的特点是由多体本地化的散装，表现出非平凡的微运动内的驱动周期，和离域（热化）在其边界的手征态。对于一个没有边缘的几何形状，我们认为，解析的大部分可能是多体本地化的相互作用的存在下，推导出的条件，预计稳定。我们调查的热化边缘和本地化的散装之间的相互作用，通过数值模拟的AFI的几何形状与边缘。我们发现，不均匀的粒子密度分布保持稳定的散装最长的时间尺度，我们可以访问，而传播的边缘状态持续和热化，尽管被耦合到散装。这些发现打开了在高温下观察相互作用系统中的量子化边输运的可能性。本文介绍的分析方法可用于研究其他反常Floquet位相的稳定性。
2019-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Optically Induced Topological Phase Transition in two dimensional Square Lattice Antiferromagnet
具有自旋轨道耦合和非对称对称性的二维正方晶格反铁磁体是最近发现的拓扑绝缘体（TI）。从理论上研究了反铁磁晶体在光辐照下的Floquet态，这一结果可应用于光自旋电子学。圆偏振态的光辐照诱导拓扑相变，相变为量子反常霍尔（QAH）相。在相边界处，Floquet系统可以是具有一个、两个或三个带谷的半金属。线偏振光场诱导出有效的反铁磁交换场，从而改变了TI的相态。在两个相界的交叉处，体能带结构沿着第一布里渊区的一条高对称线几乎是平坦的，这导致体和纳米带中费米能级附近的态密度很大。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Time-induced second-order topological superconductors
近年来，在其边界（铰链或角）的边界处具有拓扑保护态的高阶拓扑材料引起了人们的关注。在本文中，我们利用时间周期驱动产生二阶拓扑超导体的系统，否则甚至不允许二阶拓扑表征。这是可能的周期性驱动器的设计，固有地表现出非平凡的绕组在时域中。通过拓扑结构在空间和时间维度上的相互作用，非手征马约拉纳模式可能会出现在系统的角落，有时甚至与手征马约拉纳模式共存。因此，我们的建议提出了一个独特的机会，Floquet工程与最小的系统复杂性及其应用在量子信息处理。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Generation of higher-order topological insulators using periodic driving
该研究提出多种周期Floquet驱动方案，可从非拓扑或一阶拓扑相出发生成二维、三维Floquet高阶拓扑绝缘体及动力学反常π模，为拓扑相非平衡调控提供了新途径。
2023-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The magnetic, electronic, and light-induced topological properties in two-dimensional hexagonal FeX2 (X = Cl, Br, I) monolayers
拓扑材料是研究物质拓扑相和拓扑相变的沃土。特别是，在2D材料中寻找新的拓扑相正吸引着越来越多的关注。本文利用Floquet-Bloch理论，在圆偏振光照射下，在二维六角FeX_2（X=Cl，Br，I）单层膜中实现了手性拓扑相.这样的2D FeX 2单层被预测为动态稳定的，并表现出铁磁和半导体性能。为了捕捉周期驱动下磁性半导体的完整拓扑物理，我们采用从头算Wannier为基础的紧束缚方法的Floquet-Bloch带，与光诱导的带隙关闭和开放被获得随着光场强度的增加。对开边界平板的计算表明了手征边缘态的存在。有趣的是，通过调节光的振幅，我们得到了手征边缘态分支从0变到1和从1变到2的拓扑跃迁，表明在本Floquet-Bloch系统中可以诱导出高Chern数的拓扑Floquet相.
2020-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet-engineering the exceptional points in parity-time-symmetric magnonics
本研究提出基于耦合磁波导和磁子晶体的时空驱动PT对称磁子学方案，通过电荷电流实现增益/损耗平衡，调控奇异点及PT对称破缺相，实现低电流下自持续磁化振荡和高效自旋波产生。
2023-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Critical phase boundaries of static and periodically kicked long-range Kitaev chain
研究了长程Kitaev链的静态和动态性质，一个$p$波超导链，其中超导配对代数地衰减为$1/l^α$，其中$l$是两个位置之间的距离，$α$是一个正常数。当系统尺寸很大时，我们证明了当系统为$α>1$时，系统拓扑等价于短程Kitaev链，其端部存在无质量的Majorana模;相反，当系统为$α<1$时，存在对称保护的有质量Dirac端模.我们进一步研究了在化学势上施加周期性$δ$函数踢时模型的动力学相边界，特别是对$α>1$的情形，分析了相应的Floquet准能.有趣的是，我们发现，新的拓扑保护的无质量端模式产生的准能量$π/T$（其中$T$是驾驶的时间段）除了在零能量的端模式存在于静态的情况下。通过改变踢的频率，我们可以在不同的动力学相之间产生拓扑相变。最后，我们提出了一些体拓扑不变量，它们正确地预测了具有$α> 1$的周期踢系统在准能量等于0和$π/T$时的无质量端模的数目。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Electronic and chemical phase identification in photoemission experiments using unsupervised machine learning
University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究提出AARDVARK框架，结合降维与高斯过程回归，实现光电子能谱实验中样品的自主探索，解决传统方法耗时问题，优化测量并为未来自主探索提供支持。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall
Bulk-edge correspondence and new topological phases in periodically driven spin-orbit coupled materials in the low frequency limit
我们研究了硅烯、锗烯、锡烯等自旋轨道耦合屈曲材料在圆偏振光作用下高频区以外的拓扑相变，发现了许多新的拓扑相。这些阶段的特点是由自旋分辨的拓扑不变量，$C_0^\uparrow$，$C_0^\downarrow$，$C_π^\uparrow$和$C_π^\downarrow$，指定自旋分辨的边缘状态穿越零准能量和Floquet区边界的差距分别。我们表明，对于每个相边界，并独立于每个自旋扇区，在布里渊区的间隙关闭发生在一个高对称点。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall
