Higher-order topological semimetal in acoustic crystals
高阶拓扑绝缘体的概念赋予了材料超过一阶的拓扑状态。特别地，三维（3D）高阶拓扑绝缘体可以具有拓扑保护的1D铰链状态（称为二阶拓扑绝缘体）或0D角状态（称为三阶拓扑绝缘体）。类似地，如果3D高阶拓扑半金属在1D铰链上承载状态，则可以设想3D高阶拓扑半金属。在这里，我们报告了在3D打印的声学晶体中实现二阶拓扑Weyl半金属，其具有3D动量空间中的Weyl点，表面上的2D费米弧态和铰链上的1D无隙态。像弧面状态一样，铰链状态也连接外尔点的投影。我们的实验结果证明了高阶拓扑半金属的存在，这可能为创新的声学器件铺平道路。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological semimetals and nodal superconductors with an order-two crystalline symmetry
利用三维拓扑无隙相和二维拓扑有隙相之间的系统关系，我们确定了四种类型的高阶拓扑半金属或节点超导体（HOTS），（i）晶体铰链处的平坦零能“费米弧”，（ii）与表面狄拉克锥共存的平坦零能铰链弧，（iii）手征或螺旋铰链模式，或（iv）仅在有限动量下连接节点的平零能铰链弧。体积边界对应关系的铰链状态的体积拓扑保护节点或回路。我们对所有具有二阶晶体（反）对称性（如镜像、二重旋转或反转）的十路类HOTS进行分类。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anti-higher-order Weyl semimetal
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究识别出反高阶外尔半金属这一新三维拓扑相，通过两带模型推导其解析解并经数值模拟验证，确立反高阶拓扑为常规高阶现象的对偶对应物，拓展了拓扑相研究。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Multi higher-order Dirac and nodal line semimetals
本文研究了具有多个量子化四极绕数铰链费米弧的多重高阶Dirac半金属紧束缚模型，并通过施加磁场打破PT对称性获得了多重高阶节线半金属相，分析了其谱性质与输运特性。
2025-05-28 cond-mat.mes-hall
Observation of Higher Order Nodal Line Semimetal in Phononic Crystals
本文在三维声子晶体中实验实现了二阶节线半金属，观测到体节线、鼓面表面态和平坦铰链态，为声学传感与能量收集提供新途径。
2024-01-13 cond-mat.mes-hall
Entanglement Signature of Hinge Arcs, Fermi Arcs, and Crystalline Symmetry Protection in Higher-Order Weyl Semimetals
纠缠谱（ES）中$1/2$模的存在已被证明是物质的带隙拓扑相的边界态的强有力的量子信息签名，例如，拓扑绝缘体和拓扑超导体，其中有限的体隙允许我们在$1/2$模式和边界状态之间建立清晰的对应关系。在这里，我们研究了最近提出的高阶外尔半金属（HOWSM），其中散装支持无间隙高阶外尔节点和边界支持铰链弧和费米弧。我们发现，明确识别高阶边界态的目标最终促使我们充分利用纠缠汉密尔顿量的本征量：ES以及施密特矢量（纠缠波函数，缩写。EWF）。我们证明，虽然铰链弧和费米弧有助于$1/2$模式，对应于铰链弧和费米弧的EWF分别位于虚拟铰链和表面的分区。此外，我们还可以通过各种不同的破缺配分来确定保护边界态的最小晶体对称性。因此，对于HOWSM等无带隙拓扑相，我们可以结合ES和EWF来普遍识别边界状态和潜在的对称性要求。虽然HOWSM是无间隙相位的典型例子，但我们的工作揭示了物质无间隙拓扑相位中纠缠签名的一般理论。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Evidence of Higher Order Topology in Multilayer WTe$_2$ from Josephson Coupling through Anisotropic Hinge States
非中心对称的Td-WTe $_2$，以前被称为II型Weyl半金属，预计具有更高阶的拓扑相与拓扑保护，螺旋一维（1D）铰链状态时，他们几乎没有分离的Weyl点被湮灭。然而，这些铰链状态的检测是困难的存在下的半金属行为的散装。本文通过分析超导磁场对Nb-WTe $_2$ -Nb邻近约瑟夫森结中铰链态的干扰，在空间上分辨出了铰链态。沿着WTe $_2$晶体的a轴的约瑟夫森电流，而不是沿着b轴，在结的边缘处显示出急剧的增强;增强的约瑟夫森电流的量与单个1D导电沟道的上限相当。我们的实验观测提供了WTe $_2$中的高阶拓扑相及其相应的各向异性拓扑铰链态的证据，与理论计算符合得很好.我们的工作为超导异质结构中拓扑半金属的铰链输运研究铺平了道路，包括它们的拓扑超导性。
2019-09-06 cond-mat.mes-hall
Generalization of the Nested Wilson Loop Formalism in Topological Dirac Semimetals with Higher-order Fermi Arcs
本研究将嵌套威尔逊环形式体系推广到含高阶拓扑的非对称材料，发现广义嵌套贝里相位是三维狄拉克半金属高阶费米弧存在的体拓扑指标，通过第一性原理计算验证了体-棱对应关系，为非对称体系高阶拓扑研究提供通用方法。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher-Order Weyl-Exceptional-Ring Semimetals
对于一阶拓扑半金属，非厄米特扰动可以将Weyl节点驱动到具有多重拓扑结构且没有厄米特对应物的Weyl例外环中。近年来，人们发现高阶Weyl半金属作为一类新的高阶拓扑相，可以唯一地表现出表面费米弧和铰链费米弧的共存。然而，非埃尔米特高阶拓扑半金属尚未被探索。在这里，我们确定了一类新的拓扑半金属，即具有Weyl例外环的高阶拓扑半金属。在这样的半金属中，这些环的特征在于谱缠绕数和陈数。此外，高阶外尔例外环半金属支持表面和铰链费米弧状态，这是有界的外尔例外环的投影到表面和铰链，分别。值得注意的是，耗散项可以引起两个具有相反拓扑荷的例外环的耦合，从而引起拓扑相变。我们的研究为在非厄米特系统中探索新的高阶拓扑半金属开辟了新的途径。
2021-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Tunable Weyl Points in Periodically Driven Nodal Line Semimetals
Weyl半金属和节线半金属分别在零维点和一维线上具有线性带接触。我们预言，圆偏振光驱动节线半金属成为外尔半金属。由此获得的Floquet Weyl点可由入射光调谐，这使得能够以高度可控的方式对它们进行研究。从节线半金属到外尔半金属的过渡伴随着一个大的和可调的反常霍尔电导率的出现。我们的预测是实验测试的薄膜样品中的传输测量或泵浦探测角分辨光电子能谱。
2016-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Floquet Weyl semimetal phases in light-irradiated higher-order topological Dirac semimetals
Floquet工程，通过周期性驱动来剪裁系统的概念，越来越多地被用于设计和操纵物质的拓扑相。在这项工作中，我们研究了周期性驱动的高阶拓扑狄拉克半金属与$k$依赖的量子化四极矩通过应用圆偏振光。非驱动狄拉克半金属具有无间隙的高阶铰链费米弧状态，这是狄拉克节点的高阶拓扑结构的结果。当用圆偏振光照射时，产生具有混合阶拓扑结构的Floquet Weyl半金属相，其特征在于同时具有$k$依赖的量子化四极矩和$k$依赖的陈数.这样的Floquet Weyl半金属支持铰链费米弧状态和拓扑表面费米弧状态。此外，还讨论了高阶拓扑Dirac半金属中具有倾斜Weyl锥的Floquet Weyl半金属。考虑到最近提出的大量高阶拓扑Dirac半金属材料，我们的研究结果很快就可以得到验证。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Quasicrystalline second-order topological semimetals
本文通过垂直堆叠二维准晶二阶拓扑绝缘体，提出三维准晶二阶拓扑半金属相，揭示其受晶体禁戒旋转对称性保护并具有连接四重简并类狄拉克点的拓扑铰链费米弧。
2023-07-10 cond-mat.mes-hall
Fractional ac Josephson effect as evidence of topological hinge states in a Dirac semimetal NiTe2
实验研究了耦合到 NiTe2 单晶薄片的超导铟引线间的 Josephson 电流，通过观察到半整数 Shapiro 台阶和稳定的奇数台阶，证实了 NiTe2 中拓扑铰链态的 Josephson 电流传输。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Higher-order Dirac Semimetal in a Photonic Crystal
近年来，高阶拓扑的发现极大地丰富了拓扑材料的分类。理论和实验研究已经揭示了各种高阶拓扑绝缘体，它们表现出拓扑保护的角或铰链状态。最近，高阶拓扑被引入拓扑半金属。到目前为止，高阶拓扑半金属的实际模型和实验验证仍然非常有限。在这里，我们设计并演示了一个三维光子晶体，实现了高阶狄拉克半金属相。计算结果表明，所设计的三维光子晶体中存在两个四重Dirac点，其动量空间投影在边的位置由高阶铰链态连接.高阶拓扑可以通过计算不同k_z值下的χ（6）拓扑不变量来刻画。在微波频率下的实验也提出了测量铰链状态色散。我们的工作证明了高阶狄拉克半金属相的物理实现，并为探索三维光子系统中的高阶拓扑半金属相铺平了道路。
2022-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Engineering Higher-Order Dirac and Weyl Semimetallic phase in 3D Topolectrical Circuits
本文提出一种三维拓扑电路网络，通过非互易电阻耦合实现高阶狄拉克半金属相及一阶、二阶外尔半金属相，并无需外磁场即可产生表面和铰链手性模式。
2024-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological nature of higher-order hinge states revealed by spin transport
由于高阶体-边界对应关系，在三维（3D）高阶拓扑绝缘体和拓扑半金属中预言了一维（1D）无带隙铰链态。然而，拓扑保护的铰链状态的属性仍然没有得到证明，到目前为止，因为它是无法通过传统的方法，如光谱实验和量子振荡。在这里，我们揭示了铰链状态的拓扑性质，在高阶拓扑半金属Cd 3As 2纳米片通过自旋电位测量。电流诱导自旋极化的结果表明，高阶铰链态的自旋-动量锁定与量子自旋Hall态的自旋-动量锁定相似，呈现螺旋特性.自旋极化的铰链态在室温下都是稳定的，并且可以非局域地扩散到大于5 μm的长距离，进一步表明它们的免疫性受到拓扑结构的保护。我们的工作加深了对高阶拓扑材料输运性质的理解，对未来的电子学和自旋电子学应用有价值。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher-order topological superconductors from Weyl semimetals
我们建议，掺杂的Weyl半金属与四个Weyl点是自然的候选人，以实现高阶拓扑超导体，表现出完全带隙的体积，而表面主机强大的无带隙手性铰链状态。我们发现，在这样一个掺杂的外尔半金属，一个无特征的有限范围的吸引相互作用有利于$p+ip$配对对称性。通过分析它的拓扑性质，我们确定这样的手征配对状态作为一个高阶拓扑超导体，这取决于一个四重旋转反转对称$\mathsf{R}_{4z}$的存在，要么是内在的（这意味着相应的铰链状态只能通过关闭体隙，而不是修改表面状态）或外在的。我们通过最近开发的高阶拓扑结构，包括Wannier可表示性，Wannier谱和缺陷分类方法的各种方法来实现这种理解。对于$\mathsf{R}_{4z}$对称的情况，我们提供了一个完整的分类的高阶拓扑超导体。我们表明，这样的二阶拓扑超导体表现出手征铰链模式，是强大的相互作用的情况下，但可以消除引入表面拓扑秩序的成本。
2021-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Demonstration of acoustic high-order Stiefel-Whitney semimetal in bilayer graphene sonic crystals
本文利用投影对称性构建了同时具备第一和第二Stiefel-Whitney拓扑荷的声学高阶半金属，其仅由一类拓扑不变量保护两种体-边缘对应关系，并在双层石墨烯声子晶体中实验验证了同频嵌入的高质量表面态与铰链态。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall
Simple model for second-order topological insulators and loop-nodal semimetals in Transition Metal Dichalcogenides XTe$_2$ (X=Mo,W)
基于第一性原理计算，过渡金属二硫属化物XTe $_{2}$（X=Mo，W）已被证明是二阶拓扑绝缘体，而基于相关的紧束缚模型，拓扑铰链态已被证明是出现的。该模型等价于通过加入质量项和自旋-轨道相互作用由环节半金属构造的模型。我们建议研究一个手征对称模型，通过简化它，但保持几乎相同的能带结构和拓扑铰链状态从原来的哈密顿量。由于手征对称性的存在，我们可以导出各种解析式，从而揭示过渡金属二硫属化合物的基本拓扑性质。我们发现了一个链接的循环结构，其中实现了更高的链接数（甚至8）。在此基础上构造了二阶拓扑半金属和二维二阶拓扑绝缘体。有趣的是，拓扑相变发生在拓扑绝缘体、拓扑晶体绝缘体和二阶拓扑绝缘体之间而没有间隙闭合。我们建议用对称检测器来区分对称性是否被保留。它们区分拓扑相位，尽管对称性指示器对它们产生相同的值。我们还表明，拓扑铰链状态是可控的磁化方向。当磁化指向$z$方向时，铰链状态发生移动，而当磁化指向面内方向时，铰链状态发生间隙。因此，通过控制磁化方向来切换量化电导。我们的研究结果将是未来基于过渡金属二硫属化合物的拓扑器件的基础。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-transport signatures in periodically-driven Weyl and multi-Weyl semimetals
本研究通过周期性驱动探讨Weyl和多Weyl半金属的磁输运特性，利用Floquet方法分析输运系数并验证拓扑性质的实验观测。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall
Higher-order Weyl Semimetals
我们研究高阶外尔半金属（HOWSMs）有大量外尔节点连接到表面和铰链费米弧。我们发现了一种新的Weyl节点，我们称之为$2nd$阶Weyl节点，它可以被认为是动量空间中的一个跃迁，其中陈数和高阶拓扑不变量都发生了变化。作为概念的证明，我们使用堆叠的高阶四极绝缘体的模型来识别三种类型的WSM相：$1st$阶、$2nd$阶和混合阶。该模型还可以实现II型和混合倾斜WSM与各种表面和铰链弧。此外，我们表明，在磁通量的存在下的电荷密度的测量可以帮助识别某些类的$2nd$顺序WSM。值得注意的是，我们发现，耦合一个$2nd$阶Weyl相位与传统的$1st$阶一个可以导致一个混合阶拓扑绝缘体具有共存的表面锥和平铰链弧是独立的，而不是相互连接。最后，我们表明，周期性的驱动可以用来作为一种方式产生HOWSM。我们的结果与超材料以及Cd $_3$ As $_2$、KMgBi和金红石结构PtO $_2$的各个相相关，这些相已被预测将实现更高阶的狄拉克半金属。
2020-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crystalline-electromagnetic responses of higher order topological semimetals
本文构造具有高阶外尔节点四极子的模型，研究高阶拓扑与混合晶体-电磁响应的相互作用，发现表面狄拉克节点偶极子导致的电荷-位错及动量密度-磁场束缚响应，并揭示体四极矩连接体表响应。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall
Observation of a phononic higher-order Weyl semimetal
外尔半金属是一种特殊的系统，其中的奇异现象，如费米弧，伪规范场和量子异常，是由晶体固体中的电子和光子声子的超材料的拓扑带简并引起的。另一方面，高阶拓扑绝缘体揭示了超越传统体边对应的有趣的多维拓扑物理。然而，尚不清楚高阶拓扑是否可以出现在外尔半金属中。在这里，我们报告的实验发现高阶外尔半金属在其声子模拟表现出拓扑保护的边界状态在多个维度。我们在单轴螺旋对称的手征声子晶体中建立了高阶外尔半金属的物理实现。利用近场光谱，我们观察到了表面上的手征费米弧和铰链边界上的一种新的铰链弧态。这些拓扑边界弧态连接了外尔点在不同维度和方向上的投影，从而证明了外尔半金属中的高阶多维拓扑物理。我们的研究建立了晶体材料中高阶拓扑和Weyl物理之间的基本联系，并揭示了高阶拓扑半金属的新视野，其中可能出现前所未有的材料，如高阶拓扑半金属线。
2020-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chiral Hinge Transport in Disordered Non-Hermitian Second-Order Topological Insulators
广义体边界对应预测了三维二阶拓扑绝缘体（3DSOTI）中手征铰链态的存在，从而导致三维量子化的霍尔效应。厄米特3DSOTI中的手征铰链态的特征在于具有零波动的量子化透射系数，即使在存在无序的情况下。在这里，我们表明，手性铰链运输无序非厄米特系统偏离厄米特的情况下的范例。我们的数值计算证明了无序非厄米3DSOTI的铰链态的鲁棒性。平均透射系数可以等于或不等于手性铰链通道的数量，这取决于手性铰链状态的厄米性，而透射系数的波动总是非零的。这种涨落不是由于铰链态的手征性的破坏，而是由于非厄米势的非相干散射。这里揭示的物理学也应该是真实的一维手性通道拓扑材料，支持手性边界状态，如陈省身绝缘体，三维异常霍尔绝缘体，和外尔半金属。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall
Emergent Weyl-like points in periodically modulated systems
本文通过Floquet工程堆叠二维陈绝缘体，在实空间参数$(k_x,k_y,z)$中构造出类外尔半金属相，揭示其费米弧、贝里单极子等拓扑特性，并证明其稳定性、无序效应及激光可调性。
2025-09-23 cond-mat.mes-hall
Tunable Dirac Semimetals with Higher-order Fermi Arcs in Kagome Lattices Pd$_3$Pb$_2$X$_2$ (X = S, Se)
体边界对应在拓扑状态识别方面取得了巨大的成功。然而，这种优雅的策略并不适用于狄拉克半金属（DSM）。在这里，我们提出了Kagome晶格Pd $_3$ Pb $_2$ X $_2$（X = S，Se）是不含表面费米弧态的独特的I型DSM，它不同于以前熟知的DSM，如Na $_3$ Bi和Cd $_3$ As $_2$ . Pd $_3$ Pb $_2$ X $_2$的特征在于非平凡拓扑不变量Z $_3$，保证了高阶体铰链对应和高阶费米弧的存在，以及铰链上的分数角电荷。I型DSM位于若干拓扑相的相边界处，包括II型DSM和三维弱拓扑绝缘体。相变可以很容易地通过外部应变操纵。我们的结果为研究这些独特的DSM和相关的相变提供了可行的平台。
2022-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double Majorana Vortex Flat Bands in the Topological Dirac Superconductor
Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；Nanjing University（南京大学）；CAS Key Laboratory of Theoretical Physics, Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）
本研究在拓扑狄拉克超导体中发现零能处的双马约拉纳涡旋平带，揭示了非常规配对与拓扑保护机制。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
Engineering second-order nodal-line semimetals by breaking $\mathcal{PT}$ symmetry and periodic driving
拓扑线半金属具有独特的鼓面表面态，并被节点线包围，表现出新颖的输运现象。因此，对具有不同线结构的拓扑半金属的探索引起了人们的广泛关注。本文首先在$\mathcal{PT}$对称破缺系统中发现了铰链费米弧和鼓面表面态共存的二阶节线半金属（SONLS）。然后，在不改变固有参数的情况下，我们人为地创建异国情调的混合顺序的半金属主办的不同quasienergy gap和丰富的半金属线结构，包括节点链，交叉环节点网，交叉线节点，节点网通过应用我们的SONLS周期性驱动。Floquet等对SONLS有序结构和多线结构的高度可调性设计，丰富了拓扑半金属的分类，为进一步探索其应用奠定了基础。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall
Weyl nodes with higher-order topology in an optically driven nodal-line semimetal
创建和操纵拓扑态是凝聚态物理的一个关键目标。周期驱动提供了一种强大的方法来操纵电子状态，甚至在固体中创建拓扑状态。在这里，我们调查的可调Floquet状态在一个周期性驱动的高阶节线半金属与空间反转和时间反转对称性。我们发现，通过圆偏振光照射，可以在高阶半金属中诱导出同时支持一维铰链费米弧和二维表面费米弧态的Floquet Weyl半金属态.此外，我们还证明了外尔节点的位置和表面费米弧的曲率可以通过调节光的传播方向和入射角来调节。
2022-01-22 cond-mat.mes-hall
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
Topological semimetal with coexisting nodal points and nodal lines
本文提出一种构造同时具有节点和节线的拓扑半金属方案，并通过周期性驱动发现混合阶拓扑半金属及其向一阶拓扑半金属的转变，丰富了拓扑半金属家族。
2025-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirty higher-order Dirac semimetal: Quantum criticality and bulk-boundary correspondence
我们分析了在随机点状电荷杂质存在下，时间反演（${\mathcal T}$）和格点四重（$C_4$）对称破缺的三维高阶拓扑Dirac半金属（DSM）及其相应的一维铰链模的稳定性.互补的实空间数值和动量空间重整化群（RG）的分析表明，HOTDSM，而足够弱的无序是一个稳定的物质相，经历了一个连续的量子相变到一个平凡的金属在有限的无序。然而，相应的临界指数（从状态密度的标度数值获得）是非常接近的一个肮脏的，但一阶DSM中发现的，另一方面保留${\mathcal T}$和$C_4$对称性，并支持两个费米弧表面状态。这一观察结果表明，在整个肮脏DSM家族中出现了一个紧急的\emph{superuniversality}（对对称性不敏感），这也是由前导阶RG分析预测的。作为体-边界对应的直接结果，具有开放边界的系统中的铰链模式随着随机性的增加而逐渐消失，并且在强无序时完全溶解在平凡的金属相中。
2020-11-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Square-root higher-order Weyl semimetals
量子力学的数学基础是建立在线性代数上的，而非线性算子的应用在某些情况下可以导致杰出的发现。在这封信中，我们提出了一个模型的平方根高阶外尔半金属（SHOWS）继承功能，从它的父母汉密尔顿。据发现，SHOWS主机“费米弧”表面和铰链状态连接的外尔点的投影。我们从理论上构造并实验上观察到了具有蜂窝-kagome杂化和双螺旋层间耦合的三维堆叠电路中的奇异SHOWS态。我们的研究结果打开了大门，实现平方根拓扑结构的三维固态平台。
2022-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Higher-order Topological Insulators and Semimetals in Three Dimensions without Crystalline Counterparts
该研究构建三维 Ammann-Beenker 准晶模型，证明无晶体对应物的二阶拓扑绝缘体及高阶类 Weyl 半金属相，并给出拓扑不变量与铰链、表面态特征。
2023-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Boundary criticality of $PT$-invariant topology and second-order nodal-line semimetals
对于传统的拓扑相位，边界无隙模式由体拓扑不变量决定。在发展一种求解高阶边界模的解析方法的基础上，我们提出了$PT$ -不变的$2$ D拓扑绝缘体和$3$ D拓扑半金属，它们超越了这种体-边界对应框架.在体积拓扑不变的情况下，它们的一阶边界经历了用二阶边界零模分离不同相的转变。对于$2$ D拓扑绝缘体，螺旋边缘模式出现在两个二阶拓扑绝缘体相的转变点处，分别具有对角和非对角角零模式。因此，对于$3$ D拓扑半金属，临界性对应于狄拉克半金属相的表面螺旋费米弧。有趣的是，我们发现$3$ D系统一般属于一种新的二阶半金属线相，具有缺口表面，但一对对角或非对角铰链费米弧。
2020-08-07 cond-mat.mes-hall
Magnetic breakdown spectrum of a Kramers-Weyl semimetal
本文计算了Kramers-Weyl半金属薄板在垂直磁场$B$中的朗道能级。费米弧在相对表面上的耦合加宽了朗道能级，其带宽在$1/B$中周期性振荡。我们解释的频谱中的一维超晶格引起的外尔点的磁击穿。由于朗道能级量子化，在比Shubnikov-de Haas振荡更弱的场和更高的温度下，可以观察到带宽振荡为$1/B$ -周期性磁导振荡。一般的外尔半金属中没有这样的谱，在时逆不变动量下的Kramers简并是必不可少的。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall
Floquet higher-order Weyl and nexus semimetals
这项工作报告的一般设计和表征的两个异国情调，异常的非平衡拓扑相位。在平衡系统中，Weyl节点或节点线的交点可能成为定义在二维切片上的高阶和一阶拓扑相之间的过渡点，从而同时具有铰链费米弧和表面费米弧。我们提出了一种策略来获得这个概念，仅使用时间序列正常绝缘体相位，Floquet高阶Weyl半金属和Floquet高阶连接半金属，其中有关的拓扑奇点在三维布里渊区边界异常的二维高阶Floquet相位。迷人的拓扑相位，我们得到的是以前未知的，可以通过实验研究，例如，一个三维晶格的耦合环谐振器。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous Fermi arcs in a periodically driven Weyl system
三维外尔半金属在样品表面上表现出开放的费米弧，连接相反手征的体外尔点的投影。这些表面态的规范解释是根据层量子霍尔效应的手征边缘模式：垂直于连接两个外尔点的动量的二维动量空间平面由非零的陈氏数表征。值得注意的是，与已知的二维Floquet反常手征边缘态类似，在周期驱动系统中，在没有陈数的情况下，可以实现开放的费米弧。在这里，我们提出了一种方法来构建这样的反常费米弧在一个具体的模型。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall
Second-order Dirac superconductors and magnetic field induced Majorana hinge modes
我们确定了三维高阶超导体的特点是共存的一维马约拉纳铰链状态和无隙表面状态。我们展示了如何从具有两个轨道的自旋四极半金属模型开始，并添加一个s波超导配对项，可以得到这样的超导体。通过考虑所有可能的满足Fermi-Dirac统计的s波对，我们得到了六种不同的超导模型。我们发现，对于这些模型的铰链马约拉纳状态的平带与表面状态共存，这些模型有一个非零的四极拓扑不变量。其他两个模型，在塞曼项的存在下，表现出螺旋和色散铰链状态本地化仅在两个四个铰链。我们发现，这些国家的保护旋转和镜像对称性的组合，以及对角展示铰链状态开关改变塞曼项的符号。此外，我们表明，这些国家可以本地化到一个单一的铰链与适当的扰动。剩下的两个模型保留了无间隙的体积和表面状态，光谱掩盖任何可能的铰链状态。
2019-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexisting topological hinges and 1D Rashba states in Bi$_{0.97}$Sb$_{0.03}$ revealed by the Josephson effect
MESA+ Institute, University of Twente（特温特大学 MESA+ 研究所）；Van der Waals–Zeeman Institute, IoP, University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学 IoP 范德瓦尔斯-塞曼研究所）
通过约瑟夫森效应研究发现Bi$_{0.97}$Sb$_{0.03}$中存在拓扑棱边态和1D Rashba态，揭示其作为SOTI平台的特性。
2026-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Floquet Weyl semimetals in light-irradiated type-II and hybrid line-node semimetals
第二类外尔半金属最近吸引了广泛的研究兴趣，因为它们拥有洛伦兹破坏的无质量费米子作为准粒子。第二类外尔半金属的发现引发了对第二类线结半金属的研究，其线性色散在结环附近强烈倾斜。本文研究了II型LNSM中的圆偏振光诱导Floquet态，以及在节环附近具有部分过倾斜线性色散的混合LNSM中的Floquet态。我们说明了两种不同类型的Floquet Weyl半金属（WSM）状态可以诱导在周期性驱动的II型和混合LNSM，和类型的Floquet WSM可以通过入射光的方向和强度进行调谐。我们构造了光照射的II型和混合型LNSM的相图，它们与光照射的I型LNSM的相图截然不同。此外，我们表明，光诱导Floquet型I和II型WSM的特点是不同的异常霍尔电导率的出现。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
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
Type-II Weyl cone transitions in driven semimetals
周期性驱动的系统提供了可调的平台来实现有趣的Floquet拓扑相位和相变。在具有外尔色散的电子系统中，即使在存在时间周期扰动的情况下，带交叉也受到拓扑保护。这种鲁棒性允许使用足够强度的圆偏振光在动量和能量空间中移动和倾斜外尔谱的各种途径。我们发现，II型外尔费米子，其中的外尔色散是倾斜的口袋状费米表面的外观，可以诱导驱动狄拉克半金属和线节点半金属。在圆极化驱动下，两个半金属系统立即产生Weyl节点对，其类型可以通过驱动幅度和方向进一步控制。所得相图表明实验特征。
2016-09-08 cond-mat.mes-hall
Berry-dipole Semimetals
本文提出Berry偶极子半金属，通过Hopf映射双带模型揭示其边界反常费米弧、铰链弧及体态二次色散和独特Berry曲率，展示了一类具有丰富拓扑物理的无能隙相。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Thermal conductance of zero modes on the surface boundary of a Weyl semimetal
Dirac材料的热电导，特别是零模的热电导揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，而无背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。1狄拉克材料的热电导，特别是零模的热电导，揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，没有背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
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
Lattice models with exactly solvable topological hinge and corner states
我们设计了一个通用的配方，用于构建$D$维晶格模型的$d$维边界状态，位于表面，铰链，角落，等等，可以准确地获得。可解性植根于底层晶格结构，因此不依赖于微调，使我们能够跟踪它们在各个阶段和相变的演变。最突出的是，我们的模型提供了“边界可解”的例子，最近推出的高阶拓扑相位。我们将我们的一般方法呼吸和各向异性kagome和烧绿石晶格，我们获得精确的角本征态，并定期驱动的二维模型以及三维晶格，我们提出了精确的解决方案，对应于一维手征态的铰链晶格。我们与这些模型的高阶拓扑性质的反射对称性结合其出处从低维的常规拓扑相位。
2018-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Floquet chiral hinge modes and their interplay with Weyl physics in a three-dimensional lattice
我们证明了一个三维的时间周期驱动（Floquet）晶格可以表现出手征铰链状态，并描述他们与外尔物理的相互作用。一种特殊类型的铰链状态是由重复的边界反射与横向古斯-汉兴一样的位移发生在我们的系统的二阶边界。这样的手征铰链模式共存于一个广泛的参数制度与费米弧表面状态连接一对Weyl点的双带模型。我们发现，这些模式仍然保持其本地沿铰链和他们的手征性质的存在下，局部缺陷和其他参数的变化。我们跟踪这种手征铰链模式的鲁棒性特殊的能带结构独特的Floquet系统允许所有的本征态被定位在准一维区域相互平行时，开放的铰链边界被引入。在光学超晶格中，利用超冷原子的二阶Floquet趋肤效应和Weyl物理模型的实现是简单的。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Dynamical characterization of Weyl nodes in Floquet Weyl semimetal phases
由于对非平衡态拓扑物质的研究，现在人们已经认识到，一些用于分类物质平衡态的拓扑不变量不足以描述它们的非平衡态对应物。事实上，在Floquet系统中，由准能布里渊区的周期性产生的额外间隙通常会导致独特的拓扑现象，而没有平衡类似物。在Floquet Weyl半金属中，Weyl点可以在准能零和$π/T$（$T$是驱动周期）处诱导，并且这两种类型的Weyl点在动量空间中可以非常接近。由于它们的动量空间接近性，每个外尔点的手征性可能在理论和实验中都很难表征，从而使确定系统的整体拓扑结构变得具有挑战性。在这项工作中，受Floquet Chern绝缘体中动力学缠绕数的构造的启发，我们提出了一个能够表征和区分不同准能量值的Weyl点的动力学不变量，从而在Floquet Weyl半金属的拓扑表征方面又前进了一步。为了证明这样一个动力学拓扑不变量的有用性，我们考虑了一个变种的周期性踢哈珀模型（Floquet拓扑相位的研究中的第一个模型），表现出许多外尔点，外尔点的数量无限上升与一些系统参数的强度。此外，我们研究了与Weyl点相关的两端输运特征。理论研究结果为实验探索某些看似简单的Floquet半金属系统的丰富拓扑能带结构铺平了道路。
2021-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Second-Order Real Nodal-Line Semimetal in Three-Dimensional Graphdiyne
具有真实Chern数和二阶边界模的真实拓扑相位是当前研究的热点，但找到它们的物质实现仍然是一个挑战。在这里，基于第一性原理计算和理论分析，我们揭示了已经实验合成的三维（3D）graphdiyne作为第一个现实的例子，最近提出的二阶真正的金属线半金属。我们表明，该材料主机的一对真正的节点环，每个保护由两个拓扑电荷：一个真正的陈数和一维缠绕数。这两种电荷在不同的边界处产生不同的拓扑边界模式。实陈数导致一对铰链费米弧，而缠绕数保护双鼓面表面带。我们开发了一个低能量的三维graphdiyne模型，它捕获了基本的拓扑物理。实验方面和可能的拓扑过渡到一个3D真正的陈省身绝缘体相进行了讨论。
2021-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Non-Hermitian Floquet second order topological insulators in periodically quenched lattices
高阶拓扑相的特征在于位于系统的角或铰链处的受保护状态。通过对具有平衡增益和损耗的二维晶格施加时间周期性猝灭，我们得到了丰富的非厄米Floquet二阶拓扑绝缘相。每个相位的特征在于由一对整数拓扑不变量，预测的Floquet角模的数量在零和$π$准能量。我们建立了该模型的拓扑相图，发现在不同的Floquet二阶拓扑相之间存在一系列非厄米性诱导的相变。我们进一步将平均手征位移推广到二维非厄米特系统，并利用它动态地提取我们模型的拓扑不变量。因此，这项工作将高阶拓扑物质的研究扩展到更一般的非平衡环境，其中Floquet工程和非厄米性之间的相互作用产生了迷人的新阶段。
2020-09-18 cond-mat.mes-hall
Dipolar Weyl semimetals
本文提出一类受对称性保护的偶极Weyl半金属，其单极子-反单极子Weyl点对产生量子化偶极Berry通量，构造交错Chern数以区分拓扑，并揭示了表面Fermi弧、零能hinge态及$π$通量涡旋响应等物理特征。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
