Two-particle correlation effects on nonlinear optical responses in the 1d interacting Rice-Mele model
针对强关联电子系统非线性响应理论研究的局限，采用关联展开实时演化法研究一维相互作用Rice-Mele模型，发现双粒子关联增强二阶非线性响应且外场可调控双粒子关联。
2023-12-15 cond-mat.str-el physics.optics
Analytical approach for the Mott transition in the Kane-Mele-Hubbard model
在强相关的拓扑相位的物质的相互作用的描述仍然是一个挑战。在这里，我们开发了一个随机泛函方法相互作用的拓扑绝缘体，包括电荷和自旋通道。我们发现Kane-Mele-哈伯德模型的Mott跃迁可以用一个方程的变分原理来描述。本文从电子格林函数、自由能和Hellmann-Feynman定理出发，对该方程提出了不同的看法。带隙在转变处保持有限，并且Mott相的特征在于在$x-y$平面中的反铁磁性。通过与螺旋边缘模式相关的$\mathbb{Z}_2$数来描述相互作用的拓扑相位。我们的研究结果表明，改进随机方法可以进一步了解物质的相互作用阶段。
2021-07-15 cond-mat.str-el
Phase transitions of the Kane-Mele-Hubbard model with a long-range hopping
用解析方法研究了具有长程跳跃的相互作用Kane-Mele模型。最初的Kane-Mele模型是在蜂窝晶格上定义的。在工作中，我们在模型中引入了四个晶格常数的距离跳跃和在位Hubbard相互作用，并保持了模型的晶格结构不变。从单粒子能谱出发，我们得到了长程跳跃$t_L$在非相互作用极限下发生拓扑跃迁的临界强度，并表明它与自旋轨道耦合无关.在引入Hubbard相互作用后，我们分别用从转子平均场论和Hartree-Fock平均场论研究了广义强关联Kane-Mele模型的Mott跃迁和磁跃迁.在小的长程跳跃区，Mott跃迁以下是一个相关量子自旋霍尔态，而Mott跃迁以上是一个拓扑莫特绝缘体。通过比较自旋自由度的能带和电子在无相互作用极限下的能带，得到了$t_L$驱动拓扑跃迁的条件。在此条件下，从Mott相变点上、下两个区域的七个自洽方程出发，数值求解了发生拓扑相变的$t_L$临界值.讨论了相互作用和自旋轨道耦合对拓扑转变的影响。最后，我们显示了完整的相图的广义相互作用拓扑模型在一定强度的自旋轨道耦合。
2021-03-16 cond-mat.str-el
Spontaneously broken chiral symmetry in the interacting Kane-Mele model
本文用 slave rotor 方法研究半填充相互作用 Kane-Mele 模型，发现弱到中等耦合下存在自发破缺手征对称性的非手征 TBI 电荷有序态，并产生净自旋流。
2025-06-10 cond-mat.str-el
Topological phase transition in a generalized Kane-Mele-Hubbard model: A combined Quantum Monte Carlo and Green's function study
利用行列式投影量子蒙特卡罗（QMC）方法研究了具有第三近邻跳跃的广义Kane-Mele-哈伯德模型，这是一个具有拓扑相变的二维相互作用模型.这种技术在没有费米子符号问题的模型上基本上是数值精确的，比如我们考虑的模型。我们确定的相互作用依赖的Z2拓扑绝缘体/平凡绝缘体相边界计算Z2不变量直接从单粒子格林函数。相互作用将相边界推到较大的第三近邻跳变值，从而稳定拓扑相。观察到的边界移动完全源于量子涨落。我们还确定定性功能的单粒子格林函数是计算有用的拓扑相变的数值搜索，而不需要计算的完整的拓扑不变。
2013-03-12 cond-mat.str-el
Zeeman field induced corner states in the Kane-Mele-Hubbard model
本文利用PQMC和平均场方法研究Kane-Mele-Hubbard模型中面内塞曼场与Hubbard相互作用的竞争，揭示了高阶拓扑绝缘体与反铁磁绝缘体之间的Mott转变，并确定了诱导角态的塞曼场上限为$h_c=1.0(3)$。
2024-08-18 cond-mat.str-el
Rashba spin orbit coupling in the Kane-Mele-Hubbard model
自旋轨道耦合是电子能带模型中驱动拓扑绝缘相的关键参数。特别地，SO耦合的一般出现涉及完全打破SU（2）自旋对称性的Rashba项。然而，一旦考虑相互作用，许多理论研究不得不满足于分析一个简化的U（1）守恒SO项没有Rashba耦合。我们打算通过研究Rashba SO耦合存在下的Kane-Mele-Hubbard（KMH）模型来填补这一空白，并首次系统地分析了相关二维拓扑绝缘体中Rashba SO耦合的影响。我们应用变分簇方法（VCA），通过计算局域态密度，磁化强度，单粒子谱函数和边缘状态来确定相互作用相图。在U（1）守恒SO耦合存在下，通过对KMH模型进行详细的VCA分析，我们发现额外的Rashba SO耦合驱动了新的电子相，如金属区和直接带隙拓扑绝缘相，这些相在相互作用存在下持续存在。
2014-10-28 cond-mat.str-el
Soliton Defects in One-dimensional Topological Three-band Hamiltonian
在一维拓扑三带模型中的缺陷形成检查在晶格和连续模型。将Jackiw-Rebbi和Rice-Mele关于孤子荷的经典结果推广到三带模型。在三带模型中，中心平带的存在使得孤子电荷作为能量的函数的行为在性质上不同于两带狄拉克模型的情况。本文还将Goldstone和Wilczek的量子场论计算推广到三带模型，得到了孤子电荷。金刚石链晶格是一种理想的拓扑三能带结构。
2013-09-06 cond-mat.str-el
Spin Hall conductivity in the Kane-Mele-Hubbard model at finite temperature
本文将双粒子自洽方法扩展至含自旋轨道耦合情形，研究有限温度下Kane-Mele-Hubbard模型的自旋霍尔电导率，揭示顶点修正对量子化的必要性，并阐明Hubbard相互作用增强导致电导率下降的带隙重整化机制。
2024-02-20 cond-mat.str-el
Kane-Mele Hubbard model on a zigzag ribbon: stability of the topological edge states and quantum phase transitions
利用弱耦合重整化群（RG）方法研究了有限尺寸锯齿形蜂窝晶格上KMH模型的量子相位和相变.在非相互作用的限制，KM模型是已知的，以支持拓扑边缘状态，其中电子显示螺旋性质的自旋和动量的方向被锁定。由于有限尺寸效应，产生了有效的边间跳变项。在存在在位库仑排斥作用和边间跳跃的情况下，重点讨论了拓扑边态的稳定性（TI相）相对于（i）电荷和自旋带隙（II）相，（ii）电荷带隙但自旋无隙（IC）相和（iii）自旋带隙但电荷无隙（CI）相，这取决于锯齿形带的宽度（偶数/奇数）、掺杂水平（电子填充因子）和库仑相互作用与边缘间隧穿的比率。我们讨论了偶数和奇数锯齿带的不同相图。我们发现TI-CI、II-IC和II-CI量子相变都是Kosterlitz-lesser（KT）型的。通过计算各种关联函数，我们进一步分析了这些相的性质和主要的不稳定性。
2014-01-20 cond-mat.str-el
Stacking sensitive topological phases in a bilayer Kane-Mele-Hubbard model at quarter filling
分层准二维系统在技术进步和理解非常规超导性、拓扑相等涌现物理学方面引起了人们的巨大兴趣。特别是，在一些双层系统，如过渡金属硫属化物和铱酸盐的拓扑性质的研究一直是吸引力的点，由于过渡金属离子的相对较强的自旋轨道耦合。本文分析了双层蜂窝晶格在四分之一填充情况下，由于电子关联和自旋轨道耦合的相互作用，在不同的堆积顺序下产生的拓扑相。考虑两种最常见的堆积顺序，AA和Bernel（AB）堆积，我们表明堆积顺序起着至关重要的作用，在拓扑相变的双层相互作用系统。对于AA堆叠情形，在存在（不存在）时间反演对称性和磁有序绝缘体的情况下，系统实现了量子自旋霍尔绝缘体。而对于Bernel堆积情形，可以稳定附加相，如电荷有序的正常绝缘体或电荷有序和磁有序的Chern绝缘体。基于我们的分析，我们讨论了在过渡金属硫族化合物双层膜的实验实现的范围。
2019-03-25 cond-mat.str-el
Doping the Kane-Mele-Hubbard model: A Slave-Boson Approach
本文用从玻色子平均场方法研究了零温下Kane-Mele-哈伯德模型的半满态和远离半满态的情况。我们得到一个相图在半填充和讨论其连接到最近的结果从量子蒙特卡罗，从转子，和$Z_2$平均场的研究。特别是，我们发现一个小窗口的参数空间中的自旋液相与带隙自旋和电荷激发驻留。通过计算单重态对的序参量，我们证明了掺杂后自旋液体态变成了超导态。有趣的是，我们找到了一个“最佳”的掺杂这样的超导性。我们的工作揭示了一些现象与掺杂强自旋轨道耦合的相互作用系统。
2011-10-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Variational study of the interacting spinless Su-Schrieffer-Heeger model
本文研究了具有最近邻相互作用的一维Su-Schrieffer-Heeger模型在半填充时的相图和总极化分布。为了得到基态波函数，我们扩展了Baeriswyl变分波函数来考虑交替跳跃参数。变分波函数的基态能量与精确对角化结果比较好。对于所有键的均匀跳跃的情况下，它是已知的，一个理想的导体到绝缘体的过渡发生在有限的相互作用，我们也发现一个过渡的相互作用强度略低于已知值。理想导体相是费米海。整个参数范围内的相图与Kane-Mele-哈伯德模型的相图相似。我们还计算了相应的极化（Zak相位）的规范不变累积量，并使用这些来重建的偏振分布。我们计算了沿参数空间中以两种方式连接两个偏振相反的点的路径的重构偏振分布。在一种情况下，我们穿过金属相线，在另一种情况下，我们只经历绝缘状态。在前一种情况下，平均极化在穿过金属相线后不连续地变化，而在后一种情况下，分布从一个极化平滑地“跨越”到其相反的极化。这种状态表明，相关性的行为，打破了苏-施里弗-希格模型的手征对称性，以同样的方式发生时，一个赖斯-梅勒现场电位打开。
2018-09-03 cond-mat.str-el
Magnetic ordering phenomena of interacting quantum spin Hall models
为表现出量子自旋霍尔效应的拓扑能带结构定义的二维哈伯德模型在现象学表征和微观分类方面提出了根本性的挑战。在无限耦合U在半填充的限制，自旋模型哈密顿量产生的强耦合扩展显示出各种形式的磁有序现象，这取决于底层的自旋轨道耦合项。我们研究了具有z轴内禀自旋-轨道耦合的Kane-Mele哈伯德模型的无限U极限，并将其推广到一个一般的多方向自旋轨道项，该项已被声称可以解释单层Na 2 IrO 3中的物理场景。我们发现，轴向自旋对称性，这是保持在前者，但在后者打破了有一个根本的影响的磁相图，因为我们改变的自旋轨道耦合强度。虽然Kane-Mele自旋模型显示了从传统的蜂窝状Neel到XY反铁磁性的连续演化，这避免了由增加的自旋-轨道耦合所施加的挫折，但是多方向的自旋-轨道项在中等耦合强度下诱导了相称到不相称的转变，并且在无限自旋-轨道耦合的极限下产生了具有72个位点晶胞的复杂螺旋状态。根据我们的发现，我们推测，在轴向自旋对称性破缺的情况下，在足够大的自旋-轨道耦合和中间U时，有一个很大的附加相的倾向。
2012-10-27 cond-mat.str-el
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
Local Moments in an Interacting Environment
我们讨论了如何修改本地矩物理的存在下，在传导海的相互作用。在传导海的相互作用被证明是打开新的对称通道的自旋与本地化的时刻交换。我们说明了这一结论在强耦合的限制进行Schrieffer Wolff变换的本地时刻在相互作用的电子海，并表明，这些修正变得非常严重的莫特过渡的方法。作为一个例子，我们展示了如何通过这些新的影响来修改两带模型的张赖斯约化。
1997-10-31 cond-mat.str-el
Impact of correlations on topology in Kane-Mele model decorated with impurities
本文通过在Kane-Mele模型中引入仅与一个子晶格杂化的局域相互作用轨道，研究了关联与拓扑的相互作用，发现其可扩展拓扑相稳定性并影响拓扑相变后的行为，为铁谷化合物及谷电子学应用提供理论模型。
2024-01-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Visualizing a Bosonic Symmetry Protected Topological Phase in an Interacting Fermion Model
自由费米子系统和相互作用玻色子系统中的对称性保护拓扑（SPT）相已被分类，但相互作用费米子SPT相的物理现象尚未得到充分的研究。本文采用大尺度量子蒙特卡罗模拟研究了锯齿形带状双层Kane-Mele-哈伯德模型的边缘物理。我们的无偏数值计算结果表明，费米子边缘模式的相互作用间隙，而玻色子边缘模式保持在$(1+1)d$边界，体量子相变到拓扑平凡相之前的间隙。因此，有限的费米子在体部和边缘上的间隙，以及强大的无间隙玻色子边缘模式，证明我们的系统成为一个新兴的玻色子SPT阶段在低能量，这是第一次，直接观察到在相互作用的费米子晶格模型。
2016-10-19 cond-mat.str-el
Emergent Topology from Nonlocal Electronic Correlations in One Dimension
CPHT, CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（法国高等科学研究中心、国家科学研究中心、巴黎综合理工学院、巴黎理工学院）；International School for Advanced Studies (SISSA)（国际高等研究院）；Collège de France, Université PSL（法兰西公学院、巴黎文理研究大学）
研究低维系统电子关联诱导拓扑相的机制，用团簇图解多体方法研究一维扩展哈伯德模型，调节非局域库仑相互作用驱动BOW和CDW相出现，二者有非平凡拓扑特征及局域边缘态，建立了非局域关联产生涌现拓扑的机制。
2026-07-10 cond-mat.str-el
Cellular dynamical mean-field theory study of an interacting topological honeycomb lattice model at finite temperature
由自旋轨道耦合引起的拓扑相是近年来研究的热点。在这项工作中，我们使用细胞动力学平均场论与连续时间量子Monte Carlo求解器研究的Kane-Mele-哈伯德模型补充了一个额外的第三邻居跳跃项。对于弱相互作用，第三近邻跳跃项驱动拓扑绝缘体和平凡绝缘体之间的拓扑相变，与先前的费米子无符号量子Monte Carlo结果一致[H.- Hung等人，B89，235104（2014）]。在有限温度下，零温度拓扑相边界的狄拉克锥在第三近邻跳跃中产生有限宽度的金属区。此外，我们扩展到强耦合制度的相互作用的范围，并发现一个容易的平面反铁磁绝缘状态跨越广泛的第三邻居跳跃。与弱耦合情况相比，在强耦合情况下没有拓扑相变发生，并且基态是平凡的反铁磁绝缘态。提供了一个全面的有限温度相图在相互作用的第三近邻跳跃平面。
2014-08-21 cond-mat.str-el
Quantum Monte Carlo study of strange correlator in interacting topological insulators
在存在电子-电子相互作用的情况下，区分非平凡绝缘子保护拓扑（SPT）相和平凡绝缘子相是拓扑绝缘体研究中亟待解决的问题，这是因为大多数定义于自由电子系统的拓扑指数很可能不适用于相互作用的情况.在这项工作中，我们证明了奇怪的关联函数是一个敏感的诊断，以检测相互作用系统中的SPT状态。利用大规模量子蒙特卡罗（QMC）方法，研究了Kane-Mele-哈伯德模型中相互作用驱动的量子相变.从弱相互作用下的量子自旋霍尔绝缘体到强相互作用下的反铁磁莫特绝缘体体的转变可以通过奇异关联函数在单粒子、自旋和配对扇区中的动量空间行为很容易地检测到。在各个扇区中的安全保护边缘状态上的相互作用效应，即，螺旋Luttinger液体的行为，以及捕获在QMC测量奇怪的制冷剂。此外，我们证明了奇怪的关联函数是技术上更容易实现QMC和更强大的性能比其他建议的相互作用的拓扑状态的数值诊断，因为只需要静态相关。这项工作的尝试铺平了道路，使用奇怪的关联函数研究相互作用驱动的拓扑相变的费米子以及玻色子系统。
2015-10-23 cond-mat.str-el
Honeycomb-Lattice Mott insulator on Tantalum Disulphide
电子多体相互作用的效应在一个窄带宽的电子系统中放大，为奇异物理开辟了一条道路。二维蜂窝晶格中的窄带与狄拉克带和拓扑性质相结合是特别有趣的，但是由Kane-Mele-哈伯德模型描述的强相互作用蜂窝晶格的材料实现还没有被确定。在这里，我们报告了一种新的方法来实现具有强相互作用的5个$d$电子的二维蜂窝晶格窄带系统。我们利用吸附物超结构将著名的三角形晶格2D莫特绝缘体1 T-TaS $_2$设计成蜂窝晶格。在最佳覆盖率下，钾（K）吸附原子耗尽三分之一的未配对$d$电子，剩余电子形成具有非常小跳跃的蜂窝晶格。从头计算显示出非常窄的Z $_2$拓扑带模仿凯恩-梅勒模型。电子能谱检测到一个数量级更大的电荷间隙，证实了大量的电子相关性，如动态平均场论所证实的。这可能是第一个具有有限自旋陈数的人造莫特绝缘体。
2020-07-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermodynamic and topological phase diagrams of correlated topological insulators
给出了密度矩阵拓扑相的定义。将非相互作用和相互作用系统的拓扑不变量推广到非零温度。研究了有限温度下电子相互作用对拓扑绝缘体的影响。关联拓扑绝缘体由Kane-Mele模型描述，该模型由Falicov-Kimball型相互作用项扩展。在Hartree-Fock和Hubbard I近似下，确定了热力学和拓扑相图，其中包含了长程序。结果表明，关联效应对非平凡拓扑相的存在有很强的抑制作用。在均匀相，我们发现一个纯粹的相关驱动的相变到拓扑平凡的莫特绝缘体。
2015-07-25 cond-mat.str-el
Edge stability and edge quantum criticality in 2D interacting topological insulators
二维拓扑绝缘体（TI）中螺旋边缘态对强相互作用的鲁棒性仍然是一个有趣的问题。在这里，通过执行第一个无符号量子蒙特卡罗（QMC）模拟的Kane-Mele-Hubbard-Rashba模型，该模型描述了一个相互作用的2D TI与两个粒子的背散射的边缘，我们验证了无间隙的螺旋边缘状态是强大的对有限范围的两个粒子的背散射时，库仑排斥不强。然而，当库仑排斥足够强时，螺旋边缘态可以通过无穷小的两粒子背散射而被带隙，导致边缘磁有序。我们进一步揭示了磁边量子临界点（EQCP）的普遍性质。在边缘的磁畴壁上，我们发现出现了e/2的分数电荷。我们的研究结果的影响，最近的输运实验中的InAs/GaSb量子阱，这是一个二维TI与强相互作用，也将被讨论。
2017-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Boundary criticality in two-dimensional interacting topological insulators
Tulane University（杜兰大学）；Tsinghua University（清华大学）
研究二维相互作用拓扑绝缘体的边界临界性，通过确定量子蒙特卡洛方法揭示Kane-Mele-Hubbard-Rashba模型中量子相变的边界相图，发现拓扑边缘态丰富了普通相变并导致Berezinskii-Kosterlitz-Thouless型特殊相变。
2026-04-29 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Diagnosis of mixed-state topological phases in strongly correlated systems via disorder parameters
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Max Planck Institute of Quantum Optics（马克斯·普朗克量子光学研究所）
通过 disorder 参数诊断强关联系统中的混合态拓扑相，利用行列式量子蒙特卡洛算法高效评估拓扑缩放指标，成功识别量子自旋霍尔绝缘体到平凡 Mott 绝缘体的转变以及量子异常霍尔相。
2025-11-24 cond-mat.str-el
Natural orbitals renormalization group approach to a spin-1/2 impurity interacting with two helical liquids
基于有限锯齿形石墨烯纳米管中的Kane-Mele模型，利用自然轨道重整化群，研究了量子自旋霍尔绝缘体中自旋为1/2的局域杂质通过Kondo相互作用与两个螺旋液体耦合的问题.我们研究了近藤耦合与螺旋液体的静态和动态的基态的性质的影响。首先分析了在构造基态波函数中起重要作用的活性自然轨道（ANO）的数目和独特的空间结构。我们的数值结果表明，两个ANO出现，等于螺旋液体的数量。具体而言，在耦合对称点，两个ANO是完全活跃的，它们的空间结构分别由不同的螺旋液体构成。相比之下，当偏离对称点时，只有一个ANO保持完全活跃，这主要是由具有较大Kondo耦合的螺旋液体构成的。用杂质自旋极化率和极化率描述了杂质的局域屏蔽效应。结果表明，在耦合对称点处，杂质的极化率最大，自旋极化率达到最大值。相反，当近藤耦合偏离对称点时，杂质倾向于被屏蔽而不极化。最后探讨了杂质与传导电子之间的自旋关联所表现的近藤屏蔽云。结果表明，近藤云主要是由近藤较大的螺旋液体与杂质耦合形成的。另一方面，自旋-轨道耦合破坏了自旋关联空间分布的对称性，导致近藤云的各向异性。
2023-03-25 cond-mat.str-el
Computing the $\mathbb{Z}_2$ Invariant in Two-Dimensional Strongly-Correlated Systems
本文将二维 $\mathbb{Z}_2$ 不变量表述为多体基态边界条件依赖下的 Berry 联络积分，证明多种多体形式等价，并精确计算含 HK 相互作用的 Kane-Mele 模型。
2025-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital magnetization of correlated electrons with arbitrary band topology
自旋轨道耦合将手性引入电子结构。这可能对电子轨道运动引起的磁化产生深远的影响。在这里，我们推导出一个公式的相互作用电子的轨道磁化的全部格林函数和顶点函数。该公式应用于动态平均场论的凯恩-梅勒-哈伯德模型，允许拓扑和平凡绝缘相。我们研究了在交换磁场存在下的绝缘相和金属相。在相互作用的存在下，量子自旋霍尔绝缘相与反转对称的轨道磁化重整化的体准粒子重量。对于具有平凡拓扑的面内反铁磁相，轨道磁化消失。在金属相中，由于相互作用而增强的有效自旋-轨道耦合有时会导致轨道磁化强度的增强。然而，在低掺杂，磁化被抑制在大的相互作用强度。
2014-09-15 cond-mat.str-el
$\mathbb{Z}_2$ topological invariants for mixed states of fermions in time-reversal invariant band structures
混合态费米子系统的拓扑分类是一个长期的探索。对于高斯态，让人想起非相互作用的幺正费米子，已经取得了一些进展。虽然某些可观测量的拓扑量子化（如霍尔电导率）在混合态中丢失，但存在直接可观测的多体量子化器，它们保留了量子化的性质，并自然地连接到基态中的已知拓扑不变量。对于打破时间反演（TR）对称性的系统，系综几何相位被确定为这样一个可观测的，它可以用来定义一个陈数在$(1+1)$和$2$维。在这里，我们提出了一个相应的$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量的TR对称系统。我们表明，这种混合态不变量是相同的，众所周知的$\mathbb{Z}_2$不变量的基态的所谓的虚构的哈密顿量，这只是热态的基态的系统哈密顿量本身。我们说明了我们的研究结果的有限温度状态的典范$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体，凯恩-梅勒模型。
2021-10-04 cond-mat.str-el
Inducing topological order in a honeycomb lattice
我们探讨了在金属（或费米气体）环境中诱导缺乏自旋轨道相互作用的蜂窝晶格中的拓扑绝缘体相的可能性。晶格和金属环境通过密度-密度相互作用相互作用，而没有粒子隧穿，并且整合出金属环境产生具有面内振荡长程相互作用的蜂窝片材。我们发现在变分平均场方法的相互作用系统的基态，并表明，费米波矢量，kF，金属决定哪个阶段发生在蜂窝晶格片。这类似于Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）机制，其中金属的kF确定作为距离的函数的相互作用轮廓。调整kF和相互作用强度可能会导致各种有序相，包括拓扑绝缘体和具有复杂次近邻跳跃的异常量子霍尔态，如Haldom和Kane-Mele模型。我们估计了拓扑状态所需的参数范围，并发现金属栅极的费米矢量应该是3 Pi/8a的数量级（a是石墨烯晶格常数）。层之间的净耦合，包括金属中的屏蔽，应该是蜂窝晶格带宽的数量级。这种配置应该是最容易实现的冷原子设置与两个相互作用的费米粒子。
2012-02-29 cond-mat.str-el
Trimer Thouless Pump: Topology, Symmetries, and Multigap Structure
Jadavpur University（贾达普大学）
本研究提出三聚体索利斯泵（TTP），作为两带拓扑泵浦的三带推广，揭示其多隙拓扑输运特性，阐明中间能带的几何媒介作用，并给出超冷原子实验实现方案。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Phase Transition without Single-Particle-Gap Closing in Strongly Correlated Systems
通过量子蒙特卡罗模拟发现，在强关联的Kane-Mele-Hubbard模型中，拓扑与平庸绝缘体间的转变无需闭合单粒子电荷能隙，其本质是多体能隙闭合，应以此作为相互作用系统拓扑相变的探针。
2024-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Solitons in Su-Schrieffer-Heeger Chain with periodic hopping modulation, domain walls and disorder
该研究探究了含周期性跃迁调制、畴壁和无序的SSH链的拓扑性质，识别新拓扑相，分析畴壁与各类无序对态的影响，结果可助力拓扑相应用且易在冷原子系统验证。
2024-05-13 cond-mat.str-el quant-ph
Topological phase transition driven by Hatsugai-Kohmoto interaction on the Kagome lattice
School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院）
研究 Kagome 晶格上由 Hatsugai - Kohmoto 相互作用驱动的拓扑相变，结合 Kane - Mele 型自旋轨道耦合提出可精确求解模型，揭示 1/3 填充时的拓扑量子相变及半填充时的转变，统一关联驱动的拓扑和莫特转变，确立该模型为相互作用拓扑系统的重要基准。
2026-07-13 cond-mat.str-el
Bona fide interaction-driven topological phase transition in correlated SPT states
人们期望非平凡能带拓扑和强电子关联之间的相互作用将导致非常丰富的物理。因此，拓扑结构和相关性之间的竞争的控制研究是非常感兴趣的。在这里，采用大规模的量子蒙特卡罗（QMC）模拟，我们提供了一个具体的例子的凯恩-梅勒-哈伯德（KMH）模型的AA堆叠双层蜂窝晶格层间反铁磁相互作用。我们的模拟确定了几个不同的阶段：量子自旋霍尔绝缘体（QSH），一个$xy$平面反铁磁莫特绝缘体（$xy$ -AFM）和层间二聚体单线态绝缘体（二聚体单线态）。最重要的是，在层间反铁磁相互作用的驱动下，在QSH和二聚体-单重态绝缘体之间发现了一个真正的拓扑相变，在这个相变中，系统的自旋和电荷能隙闭合，而单粒子激发保持能隙，这意味着这个相变没有平均场模拟，可以看作是玻色SPT态之间的相变.在一个特殊的点上，这种转变由具有{ \it精确} $SO(4)$对称性和在{ \it精确} $Θ= π$处的拓扑项的$(2+1)d$ $O(4)$非线性西格玛模型（NLSM）描述。这项工作对更一般的互动SPT状态的相关性进行了讨论。
2016-03-12 cond-mat.str-el
Topological features of ground states and topological solitons in generalized Su-Schrieffer-Heeger models using generalized time-reversal, particle-hole, and chiral symmetries
拓扑相位和它们的拓扑特征被基本的时间反演、粒子-空穴、手征以及晶体对称性所丰富。虽然一维（1D）广义Su-Schrieffer-Heeger（SSH）系统显示出各种拓扑现象，例如拓扑孤子和拓扑电荷泵，但仍不清楚这种对称性如何保护和关联这种拓扑现象。在这里，我们表明，广义的时间反演，粒子空穴，手征对称性运营商一致的解释不仅之间的对称性转换特性的基态，但也拓扑孤子的拓扑特征，在原型准一维系统，如SSH，水稻Mele，双链模型。因此，我们将广义本征算符分为三类：第一类和第二类算符连接自发对称性破缺缺后的基态，而第三类算符将广义粒子-空穴和手征对称性赋予基态。此外，第一类算子赋予拓扑孤子之间的等价关系，而第二类和第三类算子赋予粒子-空穴关系。最后，我们展示了三种不同类型的拓扑电荷泵和孤子手征的观点，第一，第二，第三类运营商。我们建立了一个通用的框架来探索广义一维电子系统的拓扑特征，它可以很容易地应用于各种凝聚态系统以及光子晶体和冷原子系统。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el nlin.PS
Interaction effects on topological phase transitions via numerically exact quantum Monte Carlo calculations
我们从理论上研究拓扑相变在四个广义版本的Kane-Mele-哈伯德模型与多达$2\times 18^2$网站。所有模型都没有费米子符号问题，允许在极低温度下进行数值精确的量子蒙特卡罗（QMC）计算。我们直接从零频率单粒子格林函数数值计算了$\mathbb{Z}_2$不变量和自旋陈数$C_σ$，并研究了在不同的在位相互作用强度下紧束缚参数驱动的拓扑相变. $\mathbb{Z}_2$不变量和自旋Chern数是相互补充的，它们表征了拓扑相，并确定了拓扑相变的临界点。虽然数值确定的相边界是几乎相同的不同的系统尺寸，我们发现强系统尺寸依赖的自旋陈数，量子化的值只有在接近热力学极限。对于我们所考虑的哈伯德模型，QMC结果表明，关联效应导致相界相对于非相互作用极限的移动，而没有任何自发对称性破缺。相互作用引起的位移在相互作用中是非微扰的，并且也不能在“简单的”自洽计算中捕获，例如Hartree-Fock。此外，我们的QMC计算表明，从相互作用的量子涨落稳定的系统中的拓扑相的单体条款保持$D_3$对称性的晶格，和不稳定的拓扑相时，单体条款打破$D_3$对称性。
2014-06-08 cond-mat.str-el
Topological Invariant and Quantum Spin Models from Magnetic π Fluxes in Correlated Topological Insulators
一个π磁通绝热插入量子自旋霍尔绝缘体，产生局域自旋和电荷磁通态。以Kane-Mele-哈伯德模型为例，证明了π通量可以用于精确的量子蒙特卡罗模拟来识别相关的Z_2拓扑绝缘体.在存在排斥相互作用的情况下，π通量产生具有居里定律签名的磁化率的Kramers双重自旋态。电子关联还提供了具有可调能量的磁激子的玻色子模式，其充当交换粒子并介导自旋子之间的可调范围和强度的动态相互作用。因此，π通量可以用来建立相互作用的自旋模型。这个想法适用于三自旋环和一维自旋链。具有π通量的关联拓扑绝缘体由于可以自由地产生几乎任意的自旋晶格，代表了一种新型的量子模拟器，可能对数值模拟和实验有用。
2013-02-28 cond-mat.str-el quant-ph
Short-ranged interaction effects on $Z_2$ topological phase transitions: The perturbative mean-field method
时间反演对称拓扑绝缘体是一种新的物质状态，它是由$Z_2$拓扑不变量嵌入的体绝缘态沿表面进行无耗散自旋输运。在非相互作用极限下，人们已经用实际系统，如HgTe/（Hg，Cd）Te量子阱对这种奇异态进行了深入的研究和探索。然而，相互作用的拓扑绝缘体仍然是一个难以捉摸的课题，大多数相关的分析依赖于平均场近似和数值模拟。在这些方法中，平均场近似不能预测拓扑相变，特别是在中等相互作用强度下，而不会自发破坏对称性。在这篇综述中，我们开发了一种分析方法的基础上相结合的微扰和自洽的平均场处理的相互作用，是能够捕获拓扑相变超越任何一种方法时，独立使用。作为该方法的一个例子，我们研究了短程相互作用对$Z_2$拓扑绝缘体相的影响，也被称为量子自旋霍尔相，在三个广义版本的Kane-Mele模型在半填充蜂窝晶格。结果是在同一模型上的量子Monte Carlo计算非常一致，不能被复制的相互作用的微扰处理或自洽的平均场处理。我们的分析方法有助于澄清如何的哈密顿量的单体项的对称性决定是否相互作用趋于稳定或不稳定的拓扑相位。此外，我们的方法应适用于广泛的一类模型，其中由于相互作用的拓扑转变原则上是可能的，但不能正确预测的扰动或自洽的治疗。
2015-02-03 cond-mat.str-el
Deconfinement of Mott Localized Electrons into Topological and Spin-Orbit Coupled Dirac Fermions
电子关联、自旋轨道耦合和拓扑结构的相互作用为实现量子物质的奇异态提供了希望。蜂窝晶格上强相互作用电子的模型揭示了丰富的相图，其具有非常规的量子态，包括手性超导性和与复杂磁序交织的相关量子自旋霍尔绝缘体。然而，这些电子状态的物质实现是稀缺的或不存在的。在这项工作中，我们提出并表明，堆叠1 T-TaSe $_{2}$到双层可以deconfine电子从深莫特绝缘状态的单层的相关狄拉克费米子系统受到相当大的自旋轨道耦合在双层。1 T-TaSe $_{2}$在每一层中形成大卫之星（SoD）电荷密度波图案。当两个吸附层的SoD中心呈蜂窝状堆叠时，在Dirac半金属态受到显著的Mott-Hubbard相互作用和自旋轨道耦合的情况下，系统实现了广义Kane-Mele-哈伯德模型.在电荷中性时，系统接近于量子自旋霍尔和反铁磁绝缘体之间的量子相变。我们确定了一个垂直的电场和扭转角作为两个旋钮来控制系统的拓扑结构和自旋轨道耦合。它们的结合可以驱动它穿越迄今为止尚未探索的相关电子物理学领域，包括量子三临界点和奇异的一阶拓扑相变。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
