Observation of topological links associated with Hopf insulators in a solid-state quantum simulator
霍普夫绝缘体是一种有趣的三维拓扑绝缘体，它具有整数拓扑不变量。它们起源于霍普夫纤维化的数学理论，集中体现了纽结理论和物质拓扑相之间的深刻联系，这使它们区别于其他类别的拓扑绝缘体。在这里，我们实现了一个模型的哈密顿量的Hopf绝缘体在固态量子模拟器和报告的第一个实验观察其拓扑性质，包括迷人的拓扑链接与Hopf纤维化和整数值拓扑不变量从直接层析测量。我们在量子模拟器中观察到的拓扑链接和霍普夫纤维化为在实验中探测霍普夫绝缘体的丰富拓扑性质打开了大门。这种量子模拟和探测方法也适用于其他复杂三维拓扑模型哈密顿量的研究。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Correlated Hopf insulators
本研究探讨了霍普夫绝缘体的关联驱动不稳定性，揭示了非常规威夷半金属和拓扑绝缘态的出现，并指出这些状态之间的相互关联。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
$\mathbb{Z}_{2}$ Spin Hopf Insulator: Helical Hinge States and Returning Thouless Pump
本文提出自旋 Hopf 绝缘体，通过引入粒子-空穴与空间反演对称性稳定表面的 Kane-Mele $\Z_2$ 拓扑，保护无能隙螺旋铰链态，并在四重旋转对称下实现返回式 Thouless 泵浦。
2023-04-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional topological phase transition of the Hopf insulator
本研究发现Hopf绝缘体存在非常规拓扑相变，其Hopf不变量变化需同时依赖波函数信息与无能隙能带结构，并将理论推广到10重Altland-Zirnbauer对称类，给出了具有相关精细能带拓扑的完整对称类列表。
2024-10-05 cond-mat.mes-hall
Floquet Hopf Insulators
我们预言了三维双带系统中存在一种新的Floquet拓扑绝缘体，Floquet Hopf绝缘体，它具有两个不同的拓扑不变量。一个是霍普夫$\mathbb{Z}$不变量，一个表征（非驱动）霍普夫拓扑绝缘体的连接数。第二个不变量是一个固有的Floquet $\mathbb{Z}_2$不变量，并表示凝聚态实现的拓扑结构的基础上的威滕异常粒子物理学。这两个不变量都来自于系统时间演化中的拓扑缺陷，受到一个过程的影响，在这个过程中，不同准能量的缺陷交换甚至是拓扑电荷的数量。他们的对比分类导致一个可测量的物理后果，即，一个不寻常的散装边界对应的无间隙的边缘模式的拓扑保护，但可能存在于0-或$π$ -quasienergy。我们的研究结果代表了一个阶段的问题超出了传统的分类Floquet拓扑绝缘体。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Non-Hermitian Hopf insulators
本文基于同伦理论对双带非厄米系统进行分类，揭示了仅存在于双带的Hopf型点能隙拓扑，并在三维AIII类和四维A类系统中构造模型，证明其产生可与体带谱分离的异常点无能隙边界态。
2025-08-19 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Probe knots and Hopf insulators with ultracold atoms
结和链接是迷人的和复杂的拓扑对象。它们的影响范围从DNA和分子化学到超流氦中的涡旋、液晶中的缺陷和早期宇宙中的宇宙弦。在这里，我们发现，打结结构也存在于一类特殊的三维拓扑绝缘体-霍普夫绝缘体。特别是，我们证明了动量空间的自旋纹理的霍普夫绝缘体扭曲的非平凡的方式，这意味着存在各种结和链接结构。我们进一步说明，结和非平凡的自旋纹理可以探测通过标准的飞行时间图像冷原子的自旋取向的原像轮廓球极坐标。所提取的霍普夫不变量，结，和链接被验证是强大的典型的实验缺陷。我们的工作建立了在霍普夫绝缘体中存在的打结结构，这可能在自旋电子学和量子信息处理中有潜在的应用。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Fundamentals of crystalline Hopf insulators
三维晶体霍普夫绝缘体是酉Wigner-Dyson类的一般成员，它可以打破所有的整体离散对称和点群对称。在布里渊区的任意二维平面上，在第一陈数不存在的情况下，得到了Hopf不变量$N_H \in \mathbb{Z}$。但在存在陈数$N_H \in \mathbb{Z}_{2q}$的情况下，其中$q$是布里渊区$xy$、$yz$和$xz$平面的陈数的最大公约数。$N_H$如何影响各向同性磁电系数的拓扑量子化？我们用Witten效应的计算来回答这个问题。此外，我们构建了$N$带紧束缚模型的霍普夫绝缘体，并证明了其拓扑稳定性对频谱平坦。
2023-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-induced delocalization and reentrance in a Chern-Hopf insulator
本文研究三维Chern-Hopf绝缘体在无序下的稳定性，结合数值模拟与自洽Born近似发现拓扑相先增强后转变为扩散金属的重入行为，并测得关联长度指数ν≈1.0(1)。
2024-08-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Hopf characterization of two-dimensional Floquet topological insulators
我们提出了一个拓扑特征的时间周期驱动的双带模型在2+1维的霍普夫绝缘体。Floquet系统相对于时间和底层二维动量空间的内在周期性构成了从三维环面到布洛赫球的映射。其结果是，我们发现，驱动系统可以通过呼吁直接从驱动器的微动构造的霍普夫映射来理解。以前发现的缠绕数对应于霍普夫不变量，这是与连接数描述的拓扑结构的结在三维空间。此外，在被转换为Hopf绝缘体之后，不仅陈数，而且Floquet拓扑绝缘体的缠绕数在实验中也可以作为连接数来访问。我们利用这种描述提出了一个可行的方案来测量完整的光晶格的Floquet拓扑不变量。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
Quench dynamics of Hopf insulators
霍普夫绝缘体是一种奇异的拓扑状态，不属于基于离散对称性的标准十重分类。它的拓扑结构被一个整数不变量所捕获，该不变量描述了三维动量空间中哈密顿量的连接结构。本文研究了Hopf绝缘体在突然失超时的量子动力学行为，发现失超动力学行为具有$\mathbb{Z}_2$不变量$ν$的特征，揭示了量子失超与静态能带拓扑之间的相互作用.利用环酉算子构造了$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量，并证明了$ν$通过$ν=(\mathcal{L}-\mathcal{L}_0)\bmod 2$将熄灭前后的Hopf不变量联系起来.动力学不变量的$\mathbb{Z}_2$性质与二维Chern绝缘体失超动力学的$\mathbb{Z}$不变量形成鲜明对比。非平凡的动力学拓扑进一步归因于出现的$π$ -缺陷的相位带的环幺正。这些$π$ -缺陷通常是动量-时间空间中的闭合曲线，例如，作为携带霍普夫电荷的节环。
2020-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Real Hopf Insulator
Seoul National University（首尔国立大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）
本研究针对具有两占据带、两非占据带的三维PT对称无自旋费米子实哈密顿系统，发现其低维拓扑平凡时由两个独立Hopf不变量表征，提出属于delicate拓扑绝缘体的实Hopf绝缘体，验证其平板结构的非平庸表面态并建立体边对应。
2023-03-27 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian Hopf-Euler insulators
本研究提出一类受时空反演对称保护的三维三带非阿贝尔实Hopf-Euler绝缘体，揭示其拓扑结构、完全带隙相及三类物理效应，为实空间量子几何实验提供新途径。
2024-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
PT-symmetric Non-Hermitian Hopf Metal
本文在非厄米系统中发现了Hopf绝缘体的金属对应物——Hopf金属，其由PT对称性稳定Hopf不变量，具有量子化Zak相位和鼓面状表面态，且破坏PT对称性时节点面变为纽结异常线，首次证实了标准拓扑分类外的非厄米拓扑相。
2023-11-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Symplectic Hopf Insulator: Delicate Topology in Bosonic Bogoliubov-de Gennes Systems
Technische Universität Berlin（柏林工业大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）
本文构建了辛 Hopf 绝缘体，一种在弱相互作用玻色系统中具有整数量子化辛 Hopf 不变量、每个原胞需两个玻色模式且边界存在精细保护的表面态的拓扑相。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Acoustic realization of projective mirror Chern insulators
本文通过声学实验实现了投影镜像陈绝缘体，提出构建投影镜像对称性的通用方法，并直接测量了非阿贝尔贝里曲率与镜像陈数，证实了该拓扑相的存在。
2023-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Realization of the square-root higher-order topological insulator in electric circuits
高阶拓扑绝缘体（HOTI）代表了物质的一个新阶段，其特性超越了传统的体-边界对应，引起了广泛的关注。使用平方根运算，有人建议，一个平方根HOTI可能会出现在一个混合蜂窝-kagome晶格。在这里，我们报告的第一个实验实现的平方根HOTI拓扑LC电路。我们从理论上和实验上证明了平方根HOTI从其母体中继承了波函数的特征，角态被钉扎到非零能量。体极化充分表征了其拓扑特征。为了直接测量有限能量角模，我们在每个节点上引入额外的接地电感。我们的研究结果实验证实了新兴的平方根HOTI和铺平了道路，实现奇异的拓扑相位，是具有挑战性的观察凝聚态物理。
2020-07-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Topological surface states in three-dimensional magnetic insulators
在磁有序背景中运动的电子感受到有效的磁场，该磁场可以比典型的外部施加的场更强且变化更快。一个结果是三维绝缘磁性材料可以具有有效能带结构的拓扑非平凡性质。对于最简单的两个能带的情况，这些“霍普夫绝缘体”的特征在于一个拓扑不变量，就像量子霍尔态和Z_2拓扑绝缘体一样，但不是陈数或宇称，而是基本的不变量是霍普夫不变量，它将从3-球面到2-球面的映射分类。本文给出了一个计算给定磁能带结构是否具有非平凡Hopf不变量的有效算法，实现了非平凡情形的双交换类紧束缚模型，并对该模型的表面态进行了数值研究。
2008-11-18 cond-mat.mes-hall
Topological quantum quench dynamics carrying arbitrary Hopf and second-Chern numbers
量子猝灭是由幺正演化控制的非平衡动力学。我们提出了一个两带模型，其淬火动力学的特点是属于同伦群$π_{3}(S^{2})=\mathbb{Z}$的任意霍普夫数。当我们将一个系统从一个具有陈数$C_{i}\in π_{2}(S^{2})=\mathbb{Z}$的绝缘体猝灭到另一个具有陈数$C_{f} $的绝缘体时，哈密顿向量的原像形成具有霍普夫数$C_{f}-C_{i}$的链。我们还研究了带有任意第二陈数$N\in π_{4}(S^{4})=\mathbb{Z}$的四带模型的量子猝灭动力学，它可以通过猝灭具有三维缠绕数$N\in π_{3}(S^{3})=\mathbb{Z}$的三维拓扑绝缘体来实现.
2018-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantized surface magnetism and higher-order topology: Application to the Hopf insulator
我们确定拓扑方面的subextensive磁矩贡献的三维微晶的表面-假设是绝缘的散装以及所有表面的小平面，与平凡的陈省身不变量在散装。该次延矩的几何分量由其相对于化学势的导数给出，在零温度和零场下，每单位表面积，因此对应于表面磁压缩性。由立方体形状的微晶的两个相对面贡献的表面压缩率的总和被量化为基本常数$e/h c$的整数倍;该整数与微晶表面上的铰链模式的净手性一一对应，表明与高阶拓扑结构的联系。单个面对磁压缩性的贡献不需要量化为整数;然而，对称性和/或希尔伯特空间约束可以将单个面压缩性固定为$e/hc$的半整数倍，如将由霍普夫绝缘体例示的。
2021-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Acoustic realization of quadrupole topological insulators
四极拓扑绝缘体是一种具有非平凡四极量子化的高阶拓扑绝缘体，近年来得到了广泛的研究。然而，紧束缚模型提出的这种涌现拓扑绝缘体的要求，积极和消极的跳跃系数，这给实际实现带来了障碍。本文介绍了一种设计声学跳跃符号的可行方法，并构造了第一个严格模拟紧束缚模型的声学四极拓扑绝缘体。通过检测样品的体部、边缘和拐角处的声学响应，实验证实了固有的分级四极拓扑结构。可以预期的潜在应用的拓扑鲁棒的间隙状态，如声学传感和能量捕获。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall
Realization of Non-Hermitian Hopf Bundle Matter
线激发的拓扑相位是一个特别感兴趣的主题，因为它们的相互连接结构编码强大的拓扑信息的物质。最近的研究表明，复本征能弦的连接和缠绕可以对一维非厄米拓扑物质进行分类。然而，在更高的维度中，链接的弦束可以出现，使得每个弦都与所有其他弦相互链接。有趣的是，尽管是一种非传统的拓扑结构，但非厄米特霍普夫丛还没有被实验澄清。在这里，我们第一次尝试探索非厄米特的霍普夫丛可视化的整体链接结构的旋量弦的动量空间的二维电路。通过利用电路节点之间的可重构耦合的灵活性，我们可以研究非厄米拓扑相变和深入了解的复杂结构的霍普夫丛。此外，我们发现，出现在真实空间中的高阶趋肤效应是伴随着在动量空间中的旋量弦的链接，揭示了两个域之间的体积边界对应。建议的非厄米特霍普夫束平台和可视化方法铺平了道路，设计新的拓扑鲁棒性非厄米特阶段的物质。
2023-03-24 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Experimental Realization of Acoustic Chern Insulator
拓扑绝缘体是一种新的物质状态，其拓扑相起源于对称性破缺。近年来，时间反演不变的拓扑绝缘体被证明适用于经典波系统，如声学系统，但受到赝自旋间或谷间背散射的限制。这个挑战可以通过打破时间反演对称性来有效地克服。在这里，我们报告了第一个实验实现的声学拓扑绝缘体与非零陈数，即，声学陈氏绝缘体（ACI），通过引入一个角动量偏置谐振器阵列与破洛伦兹互易性。利用高Q因数谐振来降低所需的旋转速度。实验结果表明，具有稳定均匀的准流体流偏置特性的ACI支持声在边界处的单向非互易传输，在拓扑上不受缺陷诱导散射的影响.我们的工作开辟了探索独特的可观察到的拓扑相位和开发实用的非互易声学设备的机会。
2018-01-24 cond-mat.mes-hall
Realization of quasicrystalline quadrupole topological insulators in electrical circuits
四极拓扑绝缘体是一类新的具有量子化四极矩的拓扑绝缘体，它支持被保护的无隙角态。报道了四极拓扑绝缘体在一系列人工材料如光子晶体、声学晶体和电路中的实验演示。在所有这些情况下，底层结构具有离散平移对称性，因此是周期性的。在这里，我们实验上实现了二维非晶准晶四极拓扑绝缘体，通过构建它们的电路，并观察到光谱和空间局域角模。在测量中，模式出现在拐角阻抗谱的拓扑边界共振。此外，我们证明了电路上的拐角模式的鲁棒性。我们的电路设计可以扩展到研究高维非周期结构中的拓扑相位。
2021-04-12 cond-mat.mes-hall
Realization of the Haldane Chern insulator in a moiré lattice
陈氏绝缘体表现出量子化的霍尔效应，而没有朗道能级。在1988年的一篇具有里程碑意义的论文中，Halfman证明了陈氏绝缘体可以通过蜂窝晶格中复杂的次近邻跳跃来实现。尽管它对拓扑物理学领域产生了深远的影响，并且最近在冷原子实验中得到了应用，但在固态材料中，Halfton模型仍然难以捉摸。在这里，我们报告的实验实现的一个Halenchern绝缘体在AB堆叠MoTe 2/WSe 2莫尔双层，形成一个蜂窝状莫尔晶格与两个子晶格居住在不同的层。我们证明了每个晶胞中填充两个电荷粒子的莫尔双层膜是一个具有可调电荷带隙的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。在小的面外磁场作用下，磁输运研究表明，该材料为陈氏绝缘体，其陈氏数c=1。结果定性捕获的广义Kane-Mele紧束缚哈密顿量。塞曼场将QSH绝缘体分成两个相对谷的半部分-一个具有正的莫尔带隙，另一个具有负的莫尔带隙。我们的研究突出了半导体莫尔材料在工程拓扑晶格哈密顿中的独特潜力。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall
Trapped Fermi Gases in Rotating Optical Lattices: Realization and Detection of the Topological Hofstadter Insulator
考虑旋转光晶格中无相互作用的无自旋费米子气体，计算了在外部限制势中气体的密度分布。密度分布呈现出明显的平台，这对应于被称为霍夫斯塔德蝴蝶的单粒子光谱中的间隙。当费米能位于能隙内时，平台区是由绝缘行为引起的。我们讨论了在冷原子装置中实现Hofstadter绝缘体的必要条件，并展示了如何使用Stencheda公式从密度分布测量量子化霍尔电导。
2007-11-23 cond-mat.mes-hall
Experimental realization of two-dimensional weak topological insulators
报道了在具有宇称时间和手征对称性的无自旋Su-Schrieffer-Heeger电路中实现二维弱拓扑绝缘体（WTI）的实验结果.采用强和弱$\mathbb{Z}_2$拓扑指数解释了调制中心对称电路形变时，出现的一个Dirac半金属（DSM）相和四个WTI相的实验结果.在DSM阶段，发现狄拉克锥具有高度各向异性，没有固定在任何高对称点上，但可以在布里渊区内广泛移动，最终导致WTI之间的相变。此外，我们通过设计空间非均匀的节点连接，观察到了一对平带畴壁态。我们的工作提供了二维WTI的第一个实验证据，这大大推进了我们对拓扑绝缘体的强弱性质，平坦带的鲁棒性以及Dirac锥的巡游和各向异性特征的理解。
2022-02-16 cond-mat.mes-hall
Photonic realization of chiral hinge states in a Chern-insulator stack
本文提出基于Chern绝缘体叠层构建手性铰链模式的方法，利用非平庸四极子指数分析其存在，并通过光子晶体实验与全波仿真证实手性铰链态及其抗缺陷鲁棒性。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall
Delicate topology protected by rotation symmetry: Crystalline Hopf insulators and beyond
庞特亚金开创性的拓扑分类的两个带哈密顿量在三个动量维，从而丰富了列入晶体旋转对称性。的丰富是由于一个新的拓扑不变量，量化的$2π$量化的变化之间的一对旋转不变的线在散装，三维布里渊区的贝里-扎克相位，因为这种变化是反向的布里渊区的互补部分，我们把这个新的不变量作为一个返回无源泵浦（RTP）。我们发现RTP与表面态的角动量的异常值有关，这保证了金属带隙态的开放边界条件与急剧终止的跳跃;更一般地，对于任意终止的跳跃，表面态的特征在于Berry-Zak相位被量子化为$2π$的有理数倍。RTP增加了拓扑不变量（霍普夫数和陈数）的家族，这些拓扑不变量已知用于将两带哈密顿量分类为维格纳-戴森对称类A。其中，RTP和霍普夫不变量是微妙的，这意味着他们可以通过添加一个特定的平凡带的价或传导子空间平凡化。并不是所有平凡的带添加将使RTP不变量无效，这允许它的推广超出两个带的哈密顿到任意多个带;这种推广是受保护的精细拓扑的标志。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Flat Bands in Three-dimensional Lattice Models with Non-trivial Hopf Index
本文在三维晶格模型中构造了具有非平凡Hopf不变量的精确及近精确平带，并提出Hopf-Chern绝缘体模型，证明其可在不同平面上承载完美或近完美平带，同时探讨了更高Chern数模型的构造条件与实验实现平台。
2024-08-06 cond-mat.mes-hall
Realization of a three-dimensional quantum Hall effect in a Zeeman-induced second order topological insulator on a torus
我们提出了一种在三维空间中实现二阶拓扑绝缘体（SOTI）中的量子霍尔效应（QHE）的方法。它是由材料结构、塞曼效应和表面曲率的非平凡相互作用引起的。与传统的2D和3D-QHE相比，我们表明，3D-SOTI QHE不受所施加的磁场的轨道效应的影响，并且仅存在于塞曼项的存在下，例如通过磁性掺杂诱导。为了解释3D-SOTI QHE，我们分析了3D-SOTI的边界电荷，并建立了它对穿过环面孔的Aharonov-Bohm通量的普遍依赖性。利用边界电荷和霍尔电导之间的基本关系，我们证明了后者的普遍量子化，以及其对随机无序势和连续变形的环面的稳定性。
2022-12-18 cond-mat.mes-hall
Four-Dimensional Higher-Order Chern Insulator and Its Acoustic Realization
我们提出了一个系统，同时是一个四维（4D）陈氏绝缘体和高阶拓扑绝缘体（HOTI）的理论研究和实验实现。该体系同时存在（4-1）维手征拓扑超曲面模（THMs）和（4-2）维手征拓扑曲面模（TSM）。我们的研究表明，THMs是由第二陈数保护，和TSM是由两个第一陈数组成的拓扑不变量，每个属于一个陈绝缘子存在于子维的保护。在合成坐标固定的情况下，实空间中的三次谐波模和三次谐波模分别表现为拓扑边模和拓扑角模，并在二维声学晶格中进行了实验观察.这些TCM与量子化偏振无关，使它们从根本上区别于现有的例子。我们进一步表明，我们的4D拓扑系统提供了一种有效的方式来操纵的频率，位置和数量的TCM，这是非常可取的应用程序。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Experimental realization of a topological crystalline insulator in SnTe
拓扑绝缘体实现了物质的拓扑量子态，其中在边缘或表面处出现由时间反演对称性保护的不寻常的无隙金属态。他们的发现刺激了对受其他对称性保护的新拓扑状态的探索，最近的一个理论预测了“拓扑晶体绝缘体”（TCI）的存在，其中金属表面状态受到晶体镜像对称性的保护。然而，其实验验证尚未报道。在这里，我们展示了第一个和决定性的实验证据TCI相碲化锡（SnTe），这是最近预测的TCI。我们的角分辨光电子能谱显示出清晰的签名的金属狄拉克锥表面带与其狄拉克点稍微远离边缘的表面布里渊区在SnTe。另一方面，这种无隙表面状态是不存在的表亲材料碲化铅（PbTe），与理论预测。我们的研究结果建立了TCI相的存在，并开辟了新的途径奇异的拓扑现象。
2012-06-23 cond-mat.mes-hall
Extrinsic and Intrinsic Nonlinear Hall Effects across Berry-Dipole Transitions
本研究揭示三维Hopf绝缘体在Berry偶极跃迁附近，非线性霍尔电导率由普适函数表征且与Hopf不变量变化成正比，建立了两者间的对应关系。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Realization of bulk insulating property and carrier manipulation in reversible spin current regime of the ideal topological insulator TlBiSe2
三维拓扑绝缘体（TI）的表面具有自旋螺旋Dirac费米子的特征，为实现奇异现象提供了肥沃的土壤，并具有广泛的应用潜力。为了实现它们的大部分特殊性质，狄拉克点（DP）需要位于费米能附近，具有体绝缘性质，而在大多数已发现的TI中很难实现。最近发现，TlBiSe 2具有间隙内DP，其中表面狄拉克锥的上部和下部都被利用。然而，这种材料的表面输运性质的调查是有限的，由于缺乏散装绝缘特性。在这里，我们提出了第一个实现体绝缘性能通过调整组成的Tl 1-xBi 1 + xSe 2-d没有引入客体原子，可以带来新的性能变成现实。这一结果有望揭示表面上新的奇异拓扑现象。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Realization of an acoustic third-order topological insulator
最近发现的高阶拓扑绝缘体（TI）开辟了新的可能性，在寻找新的拓扑材料和超材料。二阶TI已经在表现出拓扑“角状态”的二维（2D）系统以及具有一维（1D）拓扑“铰链状态”的三维（3D）系统中实现。三阶TI，其拓扑状态比体积低三个维度（因此必须是3D或更高），尚未报道。在这里，我们描述了实现三阶TI的各向异性的钻石晶格声学超材料。体声波带结构具有非平凡的拓扑结构，其特征在于量子化的Wannier中心。通过直接声学测量，我们观察到角状态在两个角的菱形结构，如预测的量子化Wannier中心。这项工作将拓扑角状态从2D扩展到3D，并可能在新型声学器件中找到应用。
2019-03-04 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Realization of the Axion Insulator State in Quantum Anomalous Hall Sandwich Heterostructures
“磁电效应”是由材料中磁性和电性之间的耦合引起的。拓扑绝缘体（TI）的Z2不变量导致了这种现象的量子化版本，称为拓扑磁电（TME）效应。这种效应可以在一种称为“轴子绝缘体”的新拓扑相中实现，其表面状态都是带隙的，但内部仍然遵守时间反演对称性。我们证明了这样一个阶段，在量子反常霍尔（QAH）三明治异质结构，其中两个成分不同的磁性TI层分离的未掺杂的TI层使用电输运测量。相同样品的磁力显微图像揭示了在不同矫顽场下顶层和底层的顺序磁化反转，这是由于间隔物引起的弱层间交换耦合的结果。当磁化是反平行的，霍尔电阻和霍尔电导显示零平台，伴随着一个大的纵向电阻和消失的纵向电导，表示实现了轴子绝缘体状态。因此，我们的研究结果表明，从建立QAH状态不同的物质相的证据，并提供了一个有前途的平台，实现TME效应。
2018-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-quantized square-root topological insulators: a realization in photonic Aharonov-Bohm cages
拓扑绝缘体是一种新的物质状态，其光谱带由量子化的拓扑不变量表征。这种独特的量子化非定域性质通常通过奇异的体现象和相应的鲁棒边界效应表现出来。在我们的工作中，我们报告了一种新型的拓扑绝缘体表现出非量子化的拓扑性质的光谱带，但与量子化，出现在相应的系统中的平方的哈密顿量。我们提供了一个彻底的理论分析，以及基于光子Aharonov-Bohm笼的实验演示，以突出这种新生态物质的体积和边界特性。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Topolectrical-circuit realization of 4D hexadecapole insulator
最近，量子化偶极子极化理论被扩展到考虑电多极矩，从而导致了多极拓扑绝缘体（TI）的发现。具有鲁棒零维角态的二维（2D）四极和三维（3D）八极TI已经在各种经典系统中实现。然而，由于固有的3D限制，更高维的多极TI，如四维（4D）十六极TI，被认为是非常难以在真实空间中构建，虽然他们的一些性质已经通过合成维度进行了讨论。在这里，我们从理论上提出并实验证明了实现经典的模拟的4D十六极TI的电路的基础上，在完全真实的空间。本文给出了四维十六极电路的显式构造，其中节点的连接可以以任何所需的方式进行，不受局部性和维数的限制。通过直接电路模拟和阻抗测量，观察到了4D电路晶格中由量化的十六极矩保护的间隙角态，并证明了角态的鲁棒性。我们的工作为研究实空间中的高阶/高维拓扑物理提供了一条新的途径。
2020-01-22 cond-mat.mes-hall
A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase (experimental realization of a 3D Topological Insulator)
当电子受到大的外部磁场时，传统的电荷量子霍尔效应\cite{Klitzing,Tsui}指示在样品体中产生电子激发间隙，但在边界处允许金属传导。最近的理论模型表明，某些大的自旋轨道相互作用的大块绝缘体也可以自然地支持极端量子极限下的导电拓扑边界态，这为研究零外部磁场中不寻常的量子霍尔现象提供了可能性。大块Bi{1-x}Sbx单晶被预测为一种被称为拓扑绝缘体的不寻常的霍尔相物质的主要候选者。拓扑绝缘体的标志是存在金属自旋织构表面态，其是表征量子自旋霍尔绝缘体的边缘态的高维类似物。在这里，使用入射光子能量调制角分辨光电子能谱，我们报告的直接观察大量狄拉克粒子在大部分的Bi 0.9Sb 0.1，定位在样品的边界处的Kramers点，并提供拓扑狄拉克绝缘体的无隙表面模式的全面映射。这些研究结果一起表明，所观察到的表面状态的边界上的散装绝缘体是一个实现了寻求异国情调的“拓扑金属”。他们还认为，这种材料在开发下一代量子计算设备方面具有潜在的应用，这些设备可能包含“类光”体载流子和拓扑保护的自旋纹理边缘表面电流。这项工作是一个详细的版本[Hsieh等人，NATURE 452，970（2008），{2007年11月提交}]。
2009-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Realization of a Z classified chiral-symmetric higher-order topological insulator in a coupling-inversion acoustic crystal
本研究在耦合反转声学晶体中实验实现了具有多极手性数4的高阶拓扑相，该相由长程耦合主导，保护每个角上的4个拓扑角模，为量子启发传感与计算设备提供新可能。
2023-10-12 cond-mat.mes-hall
Realization of a one-dimensional topological insulator in ultrathin germanene nanoribbons
本研究制备表征锯齿形锗烯纳米带阵列，探明二维拓扑的宽度极限，在超薄纳米带中发现受对称保护的末端态，首次实现强自旋轨道耦合的一维拓扑绝缘体，为相关研究提供平台。
2024-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Four-band non-Abelian topological insulator and its experimental realization
最近，越来越多的注意力集中在非阿贝尔拓扑荷上，例如四元数群Q8。不同于阿贝尔拓扑带绝缘体，这些系统涉及多个纠缠的体带隙，并支持非平凡的边缘状态，表现出非阿贝尔拓扑特征。此外，一个系统的频带数为奇数或偶数时，在非阿贝尔拓扑分类中会表现出显著的差异。到目前为止，偶带非阿贝尔拓扑绝缘体的研究还很少。在这里，我们既从理论上探索和实验上实现了一个四带PT（反转和时间反转）对称系统，其中两个新的类拓扑电荷以及边缘状态进行了全面的研究。我们说明了他们的差异，从四维旋转意义上的立体投影克利福德环面。我们展示了散装拓扑结构的演变，通过扩展到一个2D平面上的一维哈密顿，并提供相应的边缘状态分布以下的分析方法。我们的工作提出了一个详尽的研究四带非阿贝尔拓扑绝缘体，并铺平了道路，以其他甚至带系统。
2021-06-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dirac electrons and domain walls: a realization in junctions of ferromagnets and topological insulators
研究了二维空间中有限密度载流子与电磁场耦合的狄拉克电子系统，其中包含畴壁质量项。薄膜铁磁体和三维拓扑绝缘体之间的接口提供了一个凝聚态实现这个模型，当一个平面外的畴壁磁化耦合到TI表面状态。我们展示了如何，对于具有非常弱的内在面内各向异性的膜，由沿DW流动的边缘电子电流产生的扭矩与有效的面内各向异性能量竞争，由束缚在壁上的手性电子的量子波动引起，在一个任务中驱动DW的内角从Bloch配置朝向Néel配置。边缘电流和诱导的各向异性都有助于稳定内角，因此对于弱的本征面内各向异性，DW运动仍然是可能的，而不会遭受极早的Walker击穿。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall hep-th
Experimental realization of three-dimensional elastic phononic topological insulator
三维（3D）弹性声子拓扑绝缘体，其特征在于二维（2D）表面态，其支持在所有空间维度中没有后向散射的高效和鲁棒的弹性波传播，由于多个偏振弹性模式的性质及其在3D中的复杂杂交，仍然是一个挑战。在这里，一个三维弹性声子拓扑绝缘体的设计和实验观察通过模拟量子谷霍尔效应。相邻原子的空间反转产生了一个山谷拓扑阶段的绝缘制度与完整的三维拓扑声子带隙。数值模拟了谷拓扑结构保护下的二维表面态，实验证实了谷拓扑结构对直沟道和急弯具有很强的鲁棒性。通过适当的层间耦合进一步设计弹性谷层，我们还证明了在三维弹性系统中可以产生层赝自旋，从而导致二维拓扑层相关的表面态和层选择性输运。我们的工作将为二维拓扑平面内弹性波的操纵和三维弹性拓扑绝缘体基层选择性功能器件的应用迈出关键的一步。
2020-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Experimental realization of photonic topological insulator in a uniaxial metacrystal waveguide
实现稳健的传输在电子和光子系统中都引起了广泛的关注。时间反演不变的光子晶体可以实现不受后向散射影响的手征态，但手征态的带隙在拓扑上是平凡的。在这里，我们设计并制造了一个亚晶，包括非共振的亚原子夹在两个金属板和系统表现出拓扑相变建立的组分类。通过实验测量的透射谱、计算的非零自旋Chern数和Z2指数证实了非平凡带隙的存在。通过测量场的大小和相位，实验证明了无带隙自旋过滤边缘态。当在边缘附近引入障碍物时，还观察到边缘状态的transsort鲁棒性。
2014-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Realization of second-order photonic square-root topological insulators
平方根高阶拓扑绝缘体（HOTI）是最近发现的一种新的拓扑相，具有继承自母体格点哈密顿量的有趣拓扑性质。与传统HOTI不同，平方根HOTI通常表现为两个成对的非零能量角态。在这项工作中，我们首次在实验上证明了光子学中的二阶平方根HOTI，从而揭示了这种独特的角态。具体的平台是激光写入的装饰蜂窝晶格（HCL），其平方哈密顿量表示底层HCL和呼吸Kagome晶格的直接和。位于不同的带隙的本地化的角状态观察到的特征相结构，在一个拓扑平凡的结构中的离散衍射形成鲜明对比。我们的工作为研究自旋为1/2和自旋为1的Dirac-Weyl费米子共存系统中的基本拓扑现象提供了一种方案，并可能为拓扑驱动的光子器件带来新的可能性.
2021-10-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hopf-link multi-Weyl-loop topological semimetals
我们构造了一个通用的双带模型，它可以描述具有多个闭合Weyl环的拓扑Weyl半金属。所有现有的多Weyl环半金属，包括网络，或网络链和霍普夫链状态可以在一个相同的框架内检查。基于一个双回路模型，研究了这些拓扑结构不同的体态对应的鼓面表面态，并进行了比较。我们的模型与霍普夫绝缘体的连接进行了讨论。此外，为了在实验上识别这些拓扑结构不同的Weyl半金属态，特别是区分Hopf链和非Hopf链，我们还研究了它们的Landau能级。结果表明，无论磁场的方向如何，霍普夫链态都存在一个四重简并的零能朗道带.
2018-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Realization of a Kondo Insulator in a Multilayer Moire Superlattice
本文在单层WS2/双层WSe2莫尔超晶格中实现了近藤绝缘体相，通过周期性安德森晶格模型解释其绝缘态及磁场诱导的金属转变，为模拟近藤绝缘体提供了可调平台。
2025-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Second-Order Topological Insulator in van der Waals Heterostructures of CoBr$_2$/Pt$_2$HgSe$_3$/CoBr$_2$
二阶拓扑绝缘体具有（d-2）维拓扑铰链或角态，在三维材料中已被观察到，但在二维系统中尚未观察到。本文从理论上提出了在CoBr $_2$ /Pt $_2$ HgSe $_3$ /CoBr $_2$的范德华异质结中实现二阶拓扑绝缘体的方法。Pt $_2$ HgSe $_3$是大带隙$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体。与来自相邻的CoBr $_2$的面内交换场，大于70 meV的大的带隙打开的边缘。角状态，这是强大的边缘紊乱和不规则的形状，证实了在纳米片。我们进一步证明了二阶拓扑态也可以在硅铜矾族$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体的异质结构中实现。我们相信，我们的工作将有利于实验实现二阶拓扑绝缘体在范德瓦尔斯层状材料。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall
Realization of Fractional Chern Insulators in the Thin-Torus-Limit with Ultracold Bosons
相互作用多体系统的拓扑态由于其基元激发的奇异性质而成为当前研究的热点。在本文中，我们提出了一个现实的实验装置实现这样一个阶段的一个简单的版本。我们展示了如何三角洲相互作用玻色子跳跃的链接的一维（1D）的梯子可以用来模拟薄环极限的二维（2D）的Hofstadter-哈伯德模型在四分之一的磁通量每个元格。玻色子可以被光学超晶格限制在阶梯形结构中，而合成磁场可以通过远离共振的拉曼光束来实现。我们表明，扭曲的边界条件可以实现，实现分数量化的无源泵浦。利用数值密度矩阵重整化群（DMRG）计算，我们证明了该模型的基态是一个不可压缩的拓扑电荷密度波（CDW）相，与相应的二维模型的1/2 Laughlin型态有关，每个晶格点平均填充$ρ= 1/8$.
2014-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Majorana corner and hinge modes in second-order topological insulator-superconductor heterostructures
拓扑绝缘体（量子反常霍尔绝缘体）/超导体（SC）异质结构作为Majorana模的平台，在过去的十年里引起了人们极大的关注。这里我们用它的高阶对应物代替拓扑绝缘体。具体地说，我们考虑二阶拓扑绝缘体（SOTI）没有时间反演对称性和调查SOTI/SC异质结构在二维和三维。值得注意的是，我们发现，这种新颖的异质结构提供自然实现的二阶拓扑超导体（SOTSCs）主机马约拉纳角模式在二维和手性马约拉纳铰链模式在三维空间。由于SOTSCs的实现既不需要特殊的配对，也不需要磁场，因此这种SOTI/SC异质结构是Majorana模的杰出平台，并可能具有广泛的应用前景。
2019-07-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum anomalous Hall insulator of composite fermions in twisted bilayer graphene
摘要从理论上研究了复合费米子在扭曲双层石墨烯（TBG）体系中量子反常霍尔绝缘体（QAHI）的实现。我们表明，在TBG的莫尔图案不仅能够提供一个相称的莫尔超晶格，但也是一个可调的有效周期性的潜力实现所需的，而不需要强加一个额外的超结构在传统的GaAs系统。这些使得TBG成为实现CF QAHI的理想平台。根据狄拉克恒流理论建立了可调实验参数下的相图。我们发现，系统的拓扑性质严重依赖于CF的轨道磁化率，这是没有指定的原始狄拉克CF理论。碳纤维QAHI的实验实现将有助于揭示碳纤维的磁性和澄清这一问题。
2022-12-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disorder-induced Floquet Topological Insulators
我们研究了在二维磁驱动系统中实现无序诱导拓扑Floquet谱的可能性。这样的状态将是拓扑安德森绝缘体的动力学实现。我们建立了一个混乱引起的平凡拓扑转变确实发生，并通过计算的障碍平均博特指数，适当定义的时间依赖性系统的特征。通过对系统边缘波包的精确数值时间演化，证实了拓扑态中边缘态的存在。我们考虑了实验观察Floquet-Anderson拓扑绝缘体的最佳驱动机制，并讨论了其在光子晶格中的可能实现。
2015-02-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
