Non-chiral non-Bloch invariants and topological phase diagram in non-unitary quantum dynamics without chiral symmetry
通过引入非手性非布洛赫不变量，在单光子离散时间非幺正量子行走中理论预测并实验确定了无手性对称一维非厄米系统的拓扑相图，为研究拓扑、对称性与非厄米性的相互作用提供了有用平台。
2024-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Non-Abelian Bloch oscillations in higher-order topological insulators
布洛赫振荡（BO）是晶格中的波包在受到外力时经历周期运动的基本现象。在广泛的合成晶格系统中观察到，BO本质上与底层能带结构的几何和拓扑性质相关。这已经建立了BO作为一个突出的工具，用于检测贝里相位效应，包括那些描述的非阿贝尔规范场。在这项工作中，我们揭示了一个独特的拓扑效应，体现在BO的高阶拓扑绝缘体通过相互作用的非阿贝尔Berry曲率和量化的威尔逊圈。它的特点是由一个振荡霍尔漂移，是同步的拓扑保护带间拍频和倍增布洛赫周期。我们阐明了这种同步机制的起源依赖于Wannier中心的周期量子动力学。我们的工作铺平了道路的实验检测合成物质的非阿贝尔拓扑性质，通过测量的Berry相位和质心位移。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Steady states and edge state transport in topological Floquet-Bloch systems
我们研究了二维Floquet拓扑绝缘体的开放系统动力学和稳态：系统中的拓扑Floquet-Bloch谱是由外部周期驱动引起的。我们解决了散装和边缘状态的载流子分布，考虑到能量和动量弛豫通过辐射复合和电子-声子相互作用，以及耦合到外部的铅。我们表明，由此产生的稳态类似于一个拓扑绝缘体的Floquet基础。在Floquet边缘模式的粒子分布表现出类似于费米能级在平衡系统中的尖锐的功能，而散装主机的激发密度小。我们讨论了两个终端运输和描述的制度，可以观察到边缘状态运输。我们的研究结果表明，签名的非平凡拓扑坚持在非平衡稳态。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Topological singularities and the general classification of Floquet-Bloch systems
最近的工作表明，Floquet-Bloch带的磁驱动系统具有更丰富的拓扑结构比他们的非驱动同行。在驱动的情况下，额外的结构产生于准能量的周期性，准能量是定义了一个周期驱动系统的频谱的类能量量。在这里，我们开发了一个新的范式的Floquet-Bloch频带的拓扑分类，在整个一个驱动周期的驱动系统的演化算子的时间依赖性的频谱的基础上。具体来说，我们表明，这个频谱可能会主机拓扑保护退化在中间的时间，控制拓扑的Floquet频带的完整的驾驶周期。这种方法提供了一个自然的框架，将对称性的作用，使Floquet-Bloch带的统一和完整的分类，并产生新的洞察区分驱动和非驱动系统的拓扑特征。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall
Landau-Stark states and edge-induced Bloch oscillations in topological lattices
我们考虑在有限的沿$x$方向的正方形晶格中的带电粒子的动力学，在存在垂直于晶格平面的磁场和与$y$轴对齐的面内电场的情况下。对于消失的磁场，该动力学将是常见的布洛赫振荡，其中粒子在$y$方向上以与电场成反比的幅度振荡。我们表明，一个非零的磁场至关重要的修改这种动力学。也就是说，新的布洛赫振荡由粒子在$x$方向上以恒定速度移动的时间间隔组成，所述时间间隔被粒子沿着晶格边缘加速或减速的间隔所中断。分析是在朗道-斯塔克态，这是一个量子粒子的本征态在一个二维晶格受到（真实的或合成的）电场和磁场。
2014-01-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Detecting Topological Phases in Cold Atoms
陈氏绝缘体是带状绝缘体，其在本体中呈现出带隙，在边缘中呈现出无带隙激发。由于霍尔输运测量对中性原子来说在技术上是不现实的，因此在冷原子中检测陈氏绝缘体是一个严峻的挑战。通过建立时间反演不变拓扑绝缘体与量子反常Hall系统之间的自然对应关系，证明了对于一类Chern绝缘体，只需测量布里渊区（BZ）高度对称点处的Bloch本征态，就可以确定其拓扑结构.此外，我们介绍了两个实验方案，包括自旋分辨布洛赫振荡进行测量。这些方案在实际的实验条件下是高度可行的。我们的结果可能为探测冷原子中的拓扑相位提供一个强有力的工具。
2013-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Bloch band theory of sub-symmetry-protected topological phases
针对sub-SPT相中传统Bloch拓扑不变量失效的问题，本文提出基于GBZ的非Bloch能带理论与绕数，统一刻画SPT和sub-SPT相的体-边对应及相变。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡，在该晶格中构造了二聚螺旋波导，通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成，从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下，平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联，并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是，拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力，以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Bloch-Zener Oscillations in Graphene and Topological Insulators
我们表明，基于零间隙半导体，如石墨烯和碲化汞的超晶格表现出特征布洛赫-齐纳振荡，出现从布洛赫振荡和多个齐纳隧道之间的电子和空穴分支的相干叠加。我们证明了这种机制的波包动力学在各种空间周期性调制的纳米带受到外部偏置场。相关的布洛赫频率表现出一种特殊的周期性的偏置依赖，我们解释内的两个波段模型。支持广泛的数值输运计算，我们表明，这种效应引起明显的电流振荡观察到的石墨烯和碲化汞超晶格的I-V特性。
2012-03-22 cond-mat.mes-hall
Floquet-Bloch theory and topology in periodically driven lattices
我们提出了一个通用的框架来解决紧束缚模型在D维晶格驱动的交流电场。我们的方法是有效的任意驱动制度，并允许获得有效的哈密顿不同的外部场配置。我们建立了与D+1维时间无关格的等价关系，并分析了它们的拓扑性质。此外，我们证明了非绝热驱动器从定义在D+1到D维的拓扑不变量的过渡。我们的方法提供了一个理论框架来分析交流驱动系统，具有潜在的应用在拓扑状态的物质，和非绝热拓扑量子计算，预测未来的实验新的结果。
2013-03-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Observation of Floquet-Bloch states on the surface of a topological insulator
拓扑绝缘体中表面电子的独特电子性质受到时间反演对称性的保护。圆偏振光自然地破坏时间反演对称性，这可能导致奇异的表面量子霍尔态。利用时间和角度分辨的光电子能谱，我们表明，一个强烈的超短中红外脉冲的能量低于体带隙与表面狄拉克费米子的拓扑绝缘体杂交，形成Floquet-Bloch带。这些光子修饰的表面带在避免的交叉处表现出偏振相关的带隙。圆偏振光子在狄拉克点处产生额外的能隙，这是表面上时间反演对称性破缺的标志。这些观测建立了固体中的Floquet-Bloch带，并为光学操纵物质的拓扑量子态铺平了道路。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Topological Bloch Bands in Graphene Superlattices
我们概述了一种方法，赋予一个普通的香草材料的拓扑性质，通过创建拓扑带堆叠明显非拓扑原子薄材料。该方法示出了一个模型系统，包括石墨烯堆叠顶部六方氮化硼。在这种情况下，电子布洛赫带的Berry曲率对堆叠配置高度敏感。结果表明，电子拓扑结构可以通过晶轴取向来控制，为拓扑材料的设计提供了一条可行的途径。Berry曲率通过谷霍尔效应和长程不带电谷电流在输运中表现出来。由这种电流介导的非局部电响应提供了对带拓扑的诊断。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall
Generalized Bloch band theory for non-Hermitian bulk-boundary correspondence
体边界对应是拓扑物理学的基石。在某些非厄米拓扑系统中，这种基本关系被打破，因为在周期边界条件下计算的布洛赫能带的拓扑数不能再现开边界下的边界性质。为了恢复这种非厄米系统的体积边界对应，需要一个超越布洛赫带理论的框架。我们开发了一个非厄米布洛赫带理论的基础上修改的周期性边界条件，允许一个适当的描述大部分的非厄米拓扑绝缘体的方式符合其边界特性。以一个非埃尔米特版本的苏-施里弗-海格尔模型为例，我们证明了我们的情况下，体边界对应的概念自然推广到非埃尔米特拓扑系统。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall
Many topological regions on the Bloch sphere of the spin-1/2 double kicked top
本文研究自旋1/2量子双踢顶的 Bloch 球拓扑，揭示需多个大缠绕数区域完整刻画其结构，并通过局域缠绕数与探测态局域化定位含0、π准能束缚态的边界。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Edge states and topological invariants of non-Hermitian systems
体边界对应是非厄米拓扑态的核心问题之一。我们发现，以前被忽视的“非厄米趋肤效应”需要重新定义的拓扑不变量在广义布里渊区。所得的相图与通常的布洛赫理论有很大的不同。具体地说，我们得到了非厄米Su-Schrieffer-Heeger模型的相图，其拓扑零模由非Bloch缠绕数而不是基于Bloch-Hamilton的拓扑数决定.我们的工作解决了传统的体边界对应的故障的问题，并介绍了非布洛赫体边界对应。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Generalized Bloch theorem and topological characterization
布洛赫定理使得与平移群交换的单粒子哈密顿量的本征值问题得以简化。基于群论分析，我们提出了推广的布洛赫定理，其中包括所有额外的对称性的晶体。广义布洛赫定理限制了哈密顿量的形式，它在附加对称性下变得明显不变。在各向同性相互作用的情况下，广义布洛赫定理给出了唯一的哈密顿量。这个哈密顿量与周期规范中的哈密顿量一致。在各向异性相互作用的情况下，广义布洛赫定理允许一族哈密顿量。由于连续性论证，我们期望即使在这种情况下，周期规范中的哈密顿量也定义了逆空间中的观测量，例如Berry曲率。对于这两种情况下，我们提出的例子，并证明，平均的Berry曲率的所有可能的哈密顿在布洛赫规范是Berry曲率的周期规范。
2015-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological invariants for Floquet-Bloch systems with chiral, time-reversal, or particle-hole symmetry
在$2+1$维驱动的量子系统中，我们引入了保序拓扑相的$\mathbb Z_2$值体不变量.这些不变量适应的$W_3$不变，表示为传播的简并点的总和，各自的对称类的Floquet-Bloch哈密顿。对于每个不变量保持的体积边界对应关系将体积不变量的非零值与受保护的拓扑边界状态的存在相关联。为了证明这种对应关系，我们将我们的不变量应用于手性哈珀，时间反演凯恩-梅勒和粒子-空穴对称石墨烯模型与周期性驱动，在那里他们成功地预测了边界状态的出现，尽管存在的平凡的拓扑性质的Floquet带。特别是对于粒子-空穴对称性，$W_3$和$\mathbb Z_2$ -不变量的组合允许我们区分弱和强拓扑相位。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Weyl Semimetals: Non-Hermitian Skin Effect and non-Bloch Bulk-Boundary Correspondence
我们研究了三维非厄米外尔半金属的新特征，特别注意其非常规的体边界对应。我们使用非Bloch Chern数作为工具，得到了拓扑相图，这也证实了我们的数值结果的能谱。结果表明，与厄米特系统形成鲜明对比的是，传统的（布洛赫）体边界对应在非厄米特拓扑半金属中被打破，这是由非厄米特趋肤效应引起的。我们建立了非厄米外尔半金属的非布洛赫体边界对应：费米弧边缘模由体能带的非布洛赫陈数决定。此外，这些费米弧边缘模式可以表现为单向的边缘运动，其签名是一致的非布洛赫体边界对应。我们的工作建立了非厄米拓扑半金属的非Bloch体边界对应。
2019-04-04 cond-mat.mes-hall
Topological pumping in a Floquet-Bloch band
构建新的拓扑材料对于发展稳健的量子应用至关重要。然而，工程化这样的材料通常会导致技术开销，例如大的磁场、特定的晶格几何形状、强自旋轨道耦合、合成维度或动态超晶格势。简化实验要求已经在概念层面上得到了解决-通过提出将简单的晶格结构与Floquet工程相结合-但还没有实验实现。在这里，我们展示了拓扑泵浦Floquet-Bloch带使用一个普通的正弦晶格势和双音驱动频率$ω$和$2ω$。我们通过频率啁啾，这避免了从平凡到拓扑带的间隙闭合，从而精确地制备了超冷费米子的近绝缘Floquet带。随后，我们通过缓慢地循环$2 ω$驱动器的振幅和相位来诱导拓扑泵浦。我们的系统是很好地描述了一个有效的肖克利模型，建立一个新的范式工程拓扑物质从简单的基础晶格几何。这种方法可以使量子泵浦在计量学中的应用，以下两个频率驱动在实际材料的最新实验进展。
2022-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Machine learning topological energy braiding of non-Bloch bands
School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu University（江苏大学物理与电子工程学院）；Jiangsu Engineering Research Center on Quantum Perception and Intelligent Detection of Agricultural Information（江苏省农业信息量子感知与智能检测工程研究中心）
本文利用扩散映射与k-means无监督学习以及卷积神经网络有监督学习，成功识别并预测一维非厄米系统中的非布洛赫能量编织，准确率接近100%，展示了机器学习在非厄米拓扑相识别中的潜力。
2024-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cs.LG
Efficient computation of the $W_3$ topological invariant and application to Floquet-Bloch systems
我们引入了一个有效的算法计算一般酉映射的$W_3$不变量，即使在粗糙的离散网格上也能快速收敛。该算法不需要对酉映射进行大量的操作，不需要确定退化点的精确位置，也不需要固定特征向量的规范。在构造了一般算法之后，我们解释了它在周期驱动二维量子系统的Floquet-Bloch理论中出现的$2+1$维映射中的应用。我们证明了这个应用程序通过计算的$W_3$不变的辐射石墨烯模型与连续调制的Hamilton算子，在那里它预测的异常边缘状态的数量在每个间隙。
2017-07-04 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Observation of Acoustic Non-Hermitian Bloch Braids and Associated Topological Phase Transitions
古代编结艺术中蕴含的拓扑特征对我们的日常生活乃至前沿科学都有着重要的影响。近年来，人们对非厄米特系统中复杂布洛赫带的辫状拓扑结构进行了大量的研究。这种带拓扑的新分类远远超出了埃尔米特对应物中建立的那些。在这里，我们提出了第一个声学实现的拓扑非厄米布洛赫辫子，基于一个两个波段的模型，很容易实现任何所需的结结构。非厄米带是由一个简单的二元腔管系统合成的，其中长程、复值和动量分辨耦合是由一个控制良好的单向耦合器完成的。除了直接可视化各种双带编织模式，我们明确地观察到它们之间的高度难以捉摸的拓扑相变。我们的结果不仅为非厄米能带拓扑结构提供了直接的证明，而且实验技术为设计非传统的声学超材料开辟了新的途径。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Revealing the hidden Dirac gap in a topological antiferromagnet using Floquet-Bloch manipulation
本研究利用Floquet-Bloch操控在拓扑反铁磁体MnBi2Te4中实现了狄拉克表面态质量调控，揭示了隐藏的狄拉克能隙，展示了即使在无序存在下也能控制拓扑性质的新方法。
2024-05-26 cond-mat.mes-hall
Bloch-point-mediated topological transformations of magnetic domain walls in cylindrical nanowires
圆柱形纳米线制成的软磁材料，与薄带，可以主机域壁的两个不同的拓扑结构。出乎意料的是，我们的实验证据的动态变换的拓扑室壁运动场阈值以上。微磁模拟突出了基本的岁差动力学的一种方式的转变，涉及成核的布洛赫点奇点，但是，未能再现相反的过程。微磁模拟和实验之间的这种罕见差异在材料和计算机科学中提出了迷人的问题。
2018-07-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interferometric approach to measuring band topology in 2D optical lattices
近年来，人们已经实现了具有非零的布洛赫带Berry相位的光晶格。需要开发新的方法，用适合于超冷原子的实验工具测量Berry相位和能带的拓扑性质。本文提出了一种测量二维布洛赫带Berry相位的干涉方法。其关键思想是使用拉姆齐干涉和布洛赫振荡的组合来测量Zak相位，即对应于倒易晶格矢量的闭合轨迹的Berry相位。我们证明了这种方法可以用来测量Bloch带的Berry曲率、Dirac点的π-Berry相位和拓扑带的第一Chern数。我们讨论了几个实验可行的实现这种技术，这使得它对低频磁噪声的鲁棒性。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Bloch oscillations of topological edge modes
周期势中的波包在一个弱的恒力作用下，在空间中发生周期振荡，经过一个振荡周期后返回到初始位置。这种波动现象被称为布洛赫振荡（BO），与许多物理系统有关。BO也能发生在具有拓扑保护边缘态的拓扑绝缘体中吗？这个问题是非常重要的，因为在时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体中，边缘态单向传播而没有反向散射，因此，当力平行于绝缘体的边缘作用时，通常涉及波包沿着和逆着力的方向移动的阶段的BO在这样的系统中似乎是不可能的。在这里，我们发现，BO仍然发生拓扑边缘状态，但在一个非常规的方式：它们不仅伴随着沿边缘的力的方向上的振荡，但也由横向的力的方向上的振荡。完整BO周期涉及通过离域体模式在相对边缘处的边缘状态之间切换。拓扑边缘态的布洛赫振荡需要扫描第一布里渊区两次才能完成一个周期，因此它们的周期是通常BO周期的两倍。所有这些不寻常的性质都与非拓扑系统中的BO相反。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bloch Oscillations, Landau-Zener Transition, and Topological Phase Evolution in a Pendula Array
该研究将具有频率梯度和交替弱耦合的摆阵列映射到含电场 SSH 模型，通过波包动力学观测 Bloch 振荡、Landau-Zener 跃迁并测量拓扑 Zak 相位。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft physics.class-ph
Selective scattering between Floquet-Bloch and Volkov states in a topological insulator
固体的相干光操纵是一种很有前途的方法来设计新的量子态的物质。强激光的强时间周期势可以用来产生光子-电子混合态。光与布洛赫态的相互作用产生Floquet-Bloch态，这是实现新的光诱导量子相位所必需的。类似地，在固体表面附近修饰自由电子态会产生沃尔科夫态，沃尔科夫态被用来研究原子和半导体中的非线性光学。这两个动态之间的相互作用仍然是一个开放的实验问题。在这里，我们使用时间和角度分辨光电子能谱（Tr-ARPES），选择性地研究这两个状态之间的过渡的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的表面。我们发现两者之间的耦合强烈依赖于电子动量，这提供了一条增强或抑制耦合的途径，而且通过控制光的偏振态可以消除Volkov态，从而产生纯的Floquet-Bloch态。这项工作建立了一个系统的路径相干操纵固体通过光物质相互作用。
2015-12-17 cond-mat.mes-hall
Tailoring energy barriers of Bloch-point-mediated transitions between topological spin textures
本文理论研究手性磁体中 chiral bobber、偶极弦和 skyrmion 管等拓扑自旋织构，揭示 Bloch 点介导的转变能垒，并提出通过界面 DMI 调控其稳定性与相变。
2023-03-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous Bloch oscillation and electrical switching of edge magnetization in bilayer graphene nanoribbon
石墨烯的特征在于拓扑边缘带，其根据边缘配置（锯齿形或胡须形）通过1D布里渊区的任一扇区连接狄拉克点对。由于石墨烯纳米带具有平坦的色散，其自发边缘磁化可以由库仑相互作用引起，这引起了人们的极大兴趣。我们发现一个异常的布洛赫振荡在这样的边缘带，在其中的平面色散冻结电子运动沿场方向，而通过散装的带的拓扑连接导致电子振荡在横向方向上的不同配置的边缘之间的相对侧/层的双层带。我们的Hubbard模型平均场计算表明，这种现象可以利用边缘磁化配置的电气开关。
2022-02-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Measuring quantized circular dichroism in ultracold topological matter
二维材料的拓扑结构传统上通过霍尔电导的量子化来表现，这在输运测量中被揭示。最近，有人预测，拓扑结构也可以引起一个量化的光谱响应后，陈省身绝缘体进行圆形驱动器：比较频率积分耗尽率与驱动器的相反方向导致一个量化的响应所规定的拓扑陈省身数的人口布洛赫带。在这里，我们实验证明这种有趣的拓扑效应的第一次，使用超冷费米原子拓扑Floquet带。此外，我们的耗尽率测量还提供了第一个实验估计的Wannier扩散功能，布洛赫带的基本几何性质。我们的研究结果建立了拓扑光谱响应作为一个多功能的探针，它可以应用于访问的几何和拓扑结构的多体量子系统，如分数陈绝缘体。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Non-Bloch band theory and bulk-edge correspondence in non-Hermitian systems
本文回顾了我们在一维非厄米紧束缚系统中的非布洛赫带理论。在我们的理论中，它表明，在非厄米系统中，布里渊区是确定的，以便在一个大的开链再现连续能带。通过简单的模型，我们解释了非布洛赫带理论的概念和计算布里渊区的方法。特别地，对于非Hermitian的Su-Schrieffer-Heeger模型，我们的理论定义的拓扑不变量和拓扑边态的存在性之间可以建立体-边对应.
2020-11-25 cond-mat.mes-hall
Tuneable terahertz oscillation arising from Bloch-point dynamics in chiral magnets
Skyrmionic纹理正在被广泛研究，由于新的拓扑磁现象的发生和他们的应用前景的新一代自旋电子器件，利用其自旋结构的强大的拓扑稳定性。实用设备的开发依赖于对skyrmionic结构如何形成，转移，检测和湮灭的详细理解。在这项工作中，我们的考虑超越了静态skyrmions和理论上表明，形成/湮灭的skyrmions和antiskyrmions是由瞬态创建和传播的拓扑奇点（磁类布洛赫点）。关键的是，在缠绕/展开的skyrmionic纹理，我们的研究结果预测，布洛赫点传播将产生一个紧急的电场在太赫兹的频率范围内，并具有相当大的幅度。我们还展示了控制布洛赫点动力学的方法，它直接使调谐器的频率和振幅的信号。我们的研究提供了一个概念，直接利用拓扑奇点太赫兹skyrmion为基础的电子器件。
2019-11-28 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
A Scaling Behavior of Bloch Oscillation in Weyl Semimetals
我们预测了外尔半金属中Bloch振荡动力学的线性化学标度律，该标度律可用于检测外尔节点。应用半经典动力学的准粒子加速绕过Weyl点，我们表明，横向漂移表现出渐近线性对数-对数关系的最小动量从Weyl点。这种线性标度行为是外尔点附近的非线性结构的结果，从而提供了拓扑节点的直接测量，手性和各向异性被精确地确定。我们将目前的结果应用到两个晶格模型的WSM，这可以实现与冷原子在实验中，并提出了现实的实验检测方案。分析和数值结果表明，我们识别拓扑Weyl节点的基础上目前的预测的可行性。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Extended Bloch theorem for topological lattice models with open boundaries
虽然通过傅立叶变换可以简单地得到非相互作用晶格模型的布洛赫谱，但是在开边界条件下对角化同一问题通常只能在数值上或理想化的极限下才有可能。在这里，我们目前感兴趣的一些晶格模型，包括超蜂窝晶格，自旋轨道耦合石墨烯，三维拓扑绝缘体的金刚石晶格，其中没有以前的精确的有限尺寸的解决方案是可用的边界状态的精确解析解。此外，我们确定光谱镜像对称性的关键criterion解析获得整个（体和边界）的频谱以及伴随的本征态，并将其用于陈和$\mathcal Z_2$绝缘体与开放边界的余维1。在二维Lieb晶格的情况下，我们进一步扩展这一点，并展示了如何分析获得整个频谱中存在的开放边界在两个方向上，在那里它有一个明确的解释散装，边缘和角落的状态。
2019-02-19 cond-mat.mes-hall
Uncover band topology via quantized drift in two-dimensional Bloch oscillations
我们建议通过在两个方向上的倾斜场的二维哈伯-霍夫斯塔德晶格中的布洛赫振荡的量化漂移来测量能带拓扑。当两个倾斜场之间的差异很大时，布洛赫振荡均匀地采样所有动量，因此每个方向上的位移倾向于以总周期的倍数量子化，而不管初始状态的任何动量。量化位移与约化的陈数有关，定义为每个方向上Berry曲率的线积分，提供了对陈数的几乎完美的测量。我们的方案不仅可以探测能量可分带的陈数和拓扑相变，而且还可以探测能量不可分带的陈数和拓扑相变，而这是传统的无泵浦或整数量子霍尔效应所不能实现的。
2021-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Magnetic Bloch-point hopping in multilayer skyrmions and associated emergent electromagnetic signatures
磁性多层膜是一种很有前途的室温以上磁性Skyrmions可调谐系统。揭示其有趣的开关机制和相关的内在电响应是开发skyrmionic器件的先决条件。在这项工作中，我们从理论上证明了通过多层结构发生的单个skyrmions的湮灭，这是介导的拓扑刺猬奇点称为布洛赫点的跳跃动力学。布洛赫点的层内动力学主要受Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响，其传播可以在附近产生螺线管形的突发电场。此外，由于自旋织构的拓扑结构可以支配其新兴的磁性，我们表明，通过多层的布洛赫点跳跃将调制相关的拓扑霍尔响应，与有效的拓扑电荷的大小成正比。我们还研究了这些状态的热力学稳定性的层依赖的磁性。这项研究揭示了基于skyrmion的自旋电子学的电磁特征，植根于磁性多层系统。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Non-Bloch Dirac Points and Phase Diagram in the Stacked Non-Hermitian SSH Model
该研究以带非互易跃迁与在位增益/损耗的二维堆叠非厄米SSH链模型为例，发现仅在开边界下存在的非布洛赫狄拉克点，证明其具有整数拓扑荷，揭示了非厄米半金属中依赖几何的体边对应关系。
2024-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Generation of Bloch Points with Controlled Spin Texture Using Geometrical Boundary Conditions
Loughborough University（拉夫堡大学）；TU Wien（维也纳工业大学）；Leibniz Institute for Solid State and Materials Research（莱布尼茨固态与材料研究所）；Universidad de Oviedo（奥维耶多大学）；CINN (CSIC—Universidad de Oviedo)（共同创新中心（西班牙国家研究委员会-奥维耶多大学））；ALBA Synchrotron Light Source（阿尔巴同步辐射光源）；TUD Dresden University of Technology（德累斯顿工业大学）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales（阿尔伯特·费尔特实验室（法国国家科学研究中心、泰雷兹集团））；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）
通过设计三维纳米磁体中的几何边界条件，实现了具有可控自旋织构的布洛赫点的生成，并展示了对手性界面处布洛赫点畴壁的极性、旋性和螺旋度的确定性控制。
2026-05-28 cond-mat.mes-hall
Non-Bloch band theory of nonlinear eigenvalue problems
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Department of Physics, The University of Tokyo（东京大学物理学系）
本文提出非布里渊框架计算连续带隙，以重现非线性系统开放边界条件下的谱，揭示非线性系统独特现象，并研究非线性陈绝缘体的拓扑bulk-boundary对应。
2026-04-27 cond-mat.mes-hall
The topological Bloch-Floquet transform and some applications
研究了薛定谔算符的对称性与拓扑量子数之间的关系。我们表明，在适当的假设下的对称代数，广义的布洛赫-Floquet变换诱导直接积分分解的代数的可观。更相关的是，我们证明了广义变换选择唯一的“连续部分”的直接积分分解的集合，从而产生一个希尔伯特丛。证明是建设性的，并提供了一个明确的描述的纤维。新兴的几何结构是一个严格的框架，随后分析的一些拓扑不变量的运营商，在其他地方开发。两个运行的例子提供了一个阿里阿德涅的线程通过文件。为了完整起见，我们首先回顾冯·诺依曼和莫林的两个相关的经典定理。
2012-02-28 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Classification of "Quaternionic" Bloch-bundles: Topological Quantum Systems of type AII
给出了维数d = 1，2，3，4的AII型拓扑量子系统的分类.我们的分析是基于一个拓扑不变量，FKMM-不变量，它完全分类的“四元数”向量丛（a.k.a. "辛"向量丛）。这个不变的价值在一个适当的等变上同调理论，并在物理利益的例子的情况下，它再现熟悉的傅凯恩梅勒指数。在d = 4的情况下，分类需要组合使用FKMM不变式和第二个陈省身类。除此之外，我们证明了FKMM-不变量是一个真正的特征类的类别的“四元数”向量丛的意义上，它可以实现为一个普遍的拓扑不变量的拉回。
2015-06-05 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Magnetic Bloch Theorem and Reentrant Flat Bands in Twisted Bilayer Graphene at $2π$ Flux
布洛赫定理是拓扑能带理论的核心，它本身就定义了量子材料研究的一个时代。然而，布洛赫定理被一个垂直的磁场打破，使得研究强磁通中的拓扑系统变得困难。莫尔材料首次使这个问题与实验相关，其解决方案是这项工作的重点。在无限边界条件下，我们构造了磁平移群在$2π$磁通下的规范不变的不表示，从而给出了磁Bloch哈密顿量、非阿贝尔威尔逊圈和多体形状因子的Siegel θ函数的解析表达式.我们使用一个简单的正方形晶格模型和扭曲双层石墨烯的Bistritzer-MacDonald哈密顿量来说明我们的形式主义，在库仑相互作用下获得了$2π$通量下的重入基态。
2022-08-30 cond-mat.mes-hall
Proof of Gauge-Invariance of Magnetic Susceptibility of Topologically Trivial Insulators in the Independent Particle Approximation
本文证明所推导的拓扑平凡绝缘体磁化率表达式与布洛赫函数或瓦尼尔函数的选择无关，从而在独立粒子近似下具有规范不变性。
2023-10-11 cond-mat.mes-hall
Fluctuation-induced Néel and Bloch skyrmions at topological insulator surfaces
与拓扑绝缘体接触的铁磁体由于具有自旋-动量锁定的狄拉克表面态的存在而成为自旋电子学的有吸引力的候选者。由于这种双层Bi $_2$ Se $_3$ -EuS结构，例如，在远超过体EuS的居里温度的温度下，在界面处显示有限的磁化。本文从理论上确定了拓扑绝缘体-铁磁体界面{ \it上}的有效磁相互作用和磁有序温度。我们表明，通过整合出狄拉克费米子波动的有效Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和磁荷相互作用出现。因此，在铁磁体和拓扑绝缘体的界面上可以形成单个的磁性skyrmion和扩展的skyrmion晶格，最近已经在实验上首次观察到了这种迹象。
2018-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Smooth gauge and Wannier functions for topological band structures in arbitrary dimensions
一组带的指数局部化的Wannier函数的构造需要选择跨越所讨论的带的空间的布洛赫样函数，并且是在整个布里渊区中k的平滑和周期函数。对于具有非平凡拓扑的带，这样的光滑布洛赫函数只能被选择为使得它们不尊重保护拓扑的对称性。这种对称性破缺是光滑性的必要条件，但不是充分条件，而且，一般来说，为拓扑带找到光滑的布洛赫函数是一项复杂的任务。我们提出了一个通用的技术，找到光滑的Bloch函数和构造指数本地化的Wannier函数的存在下，非平凡的拓扑结构，考虑到净陈数的问题带消失。该技术被验证对已知的结果在凯恩-梅勒模型。然后将其应用于拓扑绝缘体Bi 2 Se 3，其中拓扑状态由两种对称性保护：时间反转和反转。由此产生的指数局域化的Wannier函数打破了这两个对称性。最后，我们说明了如何计算的陈-西蒙斯轨道磁电响应的建议光滑规范建设方便。
2016-01-29 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Bulk-Boundary Correspondence in Periodically Driven System
体-边界对应是拓扑相的一个基本原则，它将体拓扑和边态联系起来。然而，在一般的非厄米特系统中，体边界对应被打破。本文构造了具有周期驱动的一维非厄米集肤效应的Su-Schrieffer-Heeger模型：无论是体态还是零模和$π$模，所有本征态都局域在系统的边界上.为了捕捉拓扑性质，非布洛赫缠绕数是由基于广义布里渊区的非布洛赫周期化演化算子定义的。此外，建立了非厄米体-边界对应：非布洛赫缠绕数（$W_{0,π}$）表征了具有准能量$ε=0, π$的边缘态。在我们的非厄米特系统中，可以出现一种新的现象，即使当Floquet带是拓扑平凡的零非布洛赫带不变，这是定义在非布洛赫有效哈密顿量的鲁棒边缘状态可以出现。我们还证明了非Bloch缠绕数（$W_{0,π}$）与非Bloch带不变量（$\mathcal{W}$）之间的关系：$\mathcal{W}= W_{0}- W_π$ .
2020-08-01 cond-mat.mes-hall
Discovery of a Bloch point quadrupole constituting hybrid topological strings
本研究利用全息矢量场电子断层扫描在掺杂(Fe_{0.63}Ni_{0.3}Pd_{0.07})_{3}P薄片中发现含布洛赫点四极子的混合拓扑弦，揭示其稳定机制，为自旋电子学带来新突破。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The topological counterparts of non-Hermitian SSH models
由于非厄米集肤效应的存在，传统的体-边界对应关系被打破，导致了广义布里渊区中的非布洛赫体-边界对应关系。受非互易跳跃与虚规范场等价的启发，提出了一种利用相似变换构造非厄米二聚晶格拓扑等价模型的方法.其构造思想是在开边界条件下虚磁通量消失，周期边界谱可以很好地用开边界谱来逼近。作为一个例子，我们将这种方法应用到几个代表性的非埃尔米特SSH模型，有效地获得拓扑不变量的解析形式定义在传统的布洛赫带。该方法为研究非厄米特系统的拓扑性质提供了一种新的途径。
2021-03-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Skyrmion Emergence via Domain Wall Anchoring through Vertical Bloch Line
本研究提出通过畴壁形变动力学（利用垂直布洛赫线锚定畴壁）产生斯格明子的新方法，解析与微磁模拟揭示了其拓扑转变机制，为下一代自旋电子器件提供了可控生成途径。
2024-11-07 cond-mat.mes-hall
Bloch-Landau-Zener dynamics induced by a synthetic field in a photonic quantum walk
量子行走是在相干系统中模拟动力学的过程。他们的实验实现被证明是揭示Floquet拓扑绝缘体中新现象的关键。在这里，我们在合成规范场的存在下实现了光子量子行走，该规范场模拟了电场对带电粒子的作用。通过调节两个准能带之间的能隙，我们研究了有趣的系统动力学，其特征在于布洛赫振荡和朗道-齐纳跃迁之间的相互作用。当准能量值为0和$π$的两个能隙都非常小时，Floquet动力学遵循弹道扩散。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Quantum spin fluctuations and the stability of atomically-sized Bloch points
本文研究了自旋零点涨落对原子尺度布洛赫点稳定性的影响，发现核心附近的零点涨落会降低有效磁矩、增强稳定性，且磁振子本征模式与电子围绕双荷子的束缚态一致。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall
Pinning of a Bloch point by an atomic lattice
布洛赫点是磁拓扑缺陷。磁晶格的离散性质产生了一个可以固定布洛赫点的周期性势。钉扎力是交换常数的数量级，在典型的铁磁体（坡莫合金）中是几个皮牛顿。包含布洛赫点的畴壁可以具有数十奥斯特的相当大的去钉扎场。
2013-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous quantum Hall effect of light in Bloch-wave modulated photonic crystals
有效的磁场已经能够对包括光子在内的中性粒子进行前所未有的操纵。在大多数研究的情况下，有效规范场是通过空间离散元件之间的模式耦合的相位来定义的，例如在光子的情况下的光学谐振器和波导。在这里，在布洛赫波调制的光子晶体的范例中，我们首次展示了通过Floquet能带工程在传统电介质连续体中为光子创建有效的磁场。通过控制布洛赫波的相位和波矢，我们证明了由于离域波干涉而具有明显拓扑能带特征的光的反常量子霍尔效应。基于无腔结构，利用光子晶体中的导共振可以增强布洛赫波调制，该研究为实现大尺度有效磁场的光束控制和时间反转对称性破缺的拓扑光物质相位打开了大门.
2019-02-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
