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
Revealing Higher-Order Topological Bulk-boundary Correspondence in Bismuth Crystal with Spin-helical Hinge State Loop and Proximity Superconductivity
Fudan University（复旦大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究揭示铋晶体中具有自旋螺旋铰链态环的高阶拓扑体边界对应，并发现其临近超导性。
2026-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reducing electronic transport dimension to topological hinge states by increasing geometry size of Dirac semimetal Josephson junctions
拓扑相的概念已被扩展到高阶，并已推广到不同的维度。作为范例，Cd3As2被预测为高阶拓扑半金属，具有三维（3D）体狄拉克费米子，二维（2D）费米弧，和一维（1D）铰链状态。这些拓扑状态在电子输运中具有不同的特征长度尺度，允许在改变样本大小时区分它们的属性。在这里，我们报告了一个异常的尺寸减少的超电流输运的狄拉克半金属Cd 3 As 2为基础的约瑟夫森结的大小增加。当结沟道长度增加时，观察到超导量子干涉从标准的夫琅和费模式向超导量子干涉器件（SQUID）模式的演化。类似SQUID的干涉图样表明了流经一维铰链的超电流。一维铰链态的识别对于更深入地理解三维狄拉克半金属中的高阶拓扑相是有价值的。
2020-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Proximity-induced Majorana hinge modes in antiferromagnetic topological insulators
我们提出了一个实现的手征Majorana模式上的铰链的3D反铁磁拓扑绝缘体，这是最近的理论预测和实验证实的tetradymite型$\mathrm{MnBi_2Te_4}$相关的三元chalgogenides的传播。这些材料由铁磁有序的2D层组成，其磁化方向在相邻层之间交替，形成反铁磁有序。除了具有磁隙的表面之外，还存在具有单个狄拉克锥的无隙表面，当邻近耦合到$s$波超导体时，其可以被开隙。在这两种带隙面的共享边上，出现手征Majorana模。我们进一步提出了实验签名的这些Majoana铰链模式的两端电导测量。
2019-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hinge Spin Polarization in Magnetic Topological Insulators Revealed by Resistance Switch
我们报告的可能性检测铰链自旋极化磁性拓扑绝缘体的电阻测量。通过将磁性拓扑绝缘体的三维模型转化为在顶面附近具有铁磁接触的多端器件，揭示了手征边缘模的局部自旋特征。我们发现当地的自旋极化的铰链，反转之间的顶部和底部表面的符号。在相反的边缘，具有反转自旋极化的拓扑状态在相反的方向上传播。利用自旋极化铰链和铁磁接触之间的匹配，实现了正向和反向传输态之间的大电阻开关。该特征对于铁磁、反铁磁和倾斜反铁磁相是通用的，并且能够设计自旋敏感器件，并且有可能逆转电流的铰链自旋极化。
2021-03-07 cond-mat.mes-hall
Higher-Order Nodal Hinge States in Doped Superconducting Topological Insulator
掺杂强拓扑绝缘体是实现全禁带三维拓扑超导体（TSC）最有希望的候选材料之一。在这封信中，我们重新审视这个系统，并揭示了以前错过的高阶拓扑的可能性。我们发现，在一个有限的范围内的掺杂，Fu-Berg超导配对可以引起马约拉纳表面状态，和节点铰链状态。有趣的是，我们观察到的表面和铰链模式共存的超导状态下，只有当有体和表面费米面在正常状态。此外，我们发现，铰链模式可以出现的正常状态组成的强或弱掺杂的拓扑绝缘体。总之，这项工作可以允许在一个很好的探索类材料中发现超导铰链模式，即，掺杂的强或弱拓扑绝缘体。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Robustness of Helical Hinge States of Weak Second-Order Topological Insulators
研究了三维弱二阶拓扑绝缘子（WSOTI）螺旋铰链态对无序的鲁棒性。纯WSOTI是由弱$\mathbb{Z}_2$一阶拓扑绝缘体通过表面能带反转得到的。WSOTI中的体态和表面态都是带隙的，带隙中的谷动量锁定螺旋铰链态受到表面谷陈数的拓扑保护。在弱无序的情况下，螺旋铰链态对无序是鲁棒的，而态的量子化电导由于谷间散射是脆弱的。随着无序度的增加，系统经历了一系列的量子相变：从WSOTI到弱一阶拓扑绝缘体，然后到扩散金属，最后到Anderson绝缘体。因此，我们的研究结果完全建立了WSOTI相作为一个真正的物质状态，并打开了一扇门的二阶valleytronics，允许一个控制谷自由度通过螺旋铰链状态。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall
Finite size effects on hinge states in three-dimensional second-order topological insulators
研究了具有四重旋转对称性和时间反演对称性的三维二阶拓扑绝缘体的有限尺寸效应。从三维二阶拓扑绝缘体的有效哈密顿量出发，用微扰方法导出了四个二维带隙表面态的有效哈密顿量.然后，在相邻表面上的有效哈密顿量的质量项的符号交替导致铰链状态。此外，在二维表面态有效哈密顿量的基础上，我们得到了半无限边界条件下一维无带隙铰链态的有效哈密顿量及其波函数。特别地，我们发现同一表面两侧的铰链态可以耦合产生有限的能隙。
2022-12-24 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
Theory of inversion-$\mathbb{Z}_{4}$ protected topological chiral hinge states and its applications to layered antiferromagnets
研究了具有反转对称性的高阶拓扑绝缘体中手征铰链态的位置。首先，我们通过研究表面狄拉克质量的符号对表面取向的依赖性，在所有具有反演对称性的I型磁空间群中，我们穷尽了HOTI中铰链态的所有可能构型。特别是，在滑移对称的存在下，对于特定的表面取向，表面狄拉克质量通过改变表面终止而改变符号。通过将这一结果应用于层状反铁磁体（AFM），我们发现偶数层和奇数层的情况之间的铰链状态的差异。在不保持反转对称的偶数层的情况下，铰链态的位置不是反转对称的。尽管如此，这些反转不对称铰链状态的结果从散装拓扑结构。我们证明了它们的反转非对称构型是由对称性和拓扑不变量唯一确定的。
2020-11-12 cond-mat.mes-hall
Field-Tunable One-Sided Higher-Order Topological Hinge States in Dirac Semimetals
近年来，高阶拓扑物质和三维量子霍尔效应引起了人们极大的关注。Weyl半金属中提出的三维量子霍尔效应的费米弧机制是以单侧铰链态为特征的，这在以往的量子霍尔系统中是不存在的，更重要的是提出了一个更高阶拓扑物质的现实例子。到目前为止，实验工作是在狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$中，然而时间反演对称性导致顶/底表面两侧的铰链状态，而不是期望的单侧铰链状态。我们提出，在倾斜磁场下，Cd $_3$ As $_2$类狄拉克半金属中的铰链态可以是单侧的，可以通过场方向和费米能量高度调谐，并且对弱无序具有鲁棒性。此外，我们提出了一种扫描隧道霍尔测量检测的单侧铰链状态。我们的结果不仅对研究二维以上的量子霍尔效应，而且对今后研究其他更高阶的拓扑绝缘体具有重要意义。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Hinged Quantum Spin-Hall Effect in Antiferromagnetic Topological Insulators
在这项工作中，我们预测了铰链量子自旋霍尔（HQSH）效应的特点是一对螺旋铰链模式的反铁磁（AFM）拓扑绝缘体（TI）多层膜。这对螺旋铰链模式的AFM TI多层膜的顶部和底部表面上的铰链本地化。与传统的QSH效应不同，HQSH效应在时间反演对称性（TRS）破缺后仍然存在，因此代表了一种不同的拓扑现象。螺旋铰链模式是可持续的非弹性散射和TRS打破无序，这可以在宏观样品中观察到。我们表明，这种HQSH效应可以理解为一个三维推广的苏-Schrieffer-Heeger模型和其拓扑结构的特点是由自旋陈数。最后，我们提出了利用现有的实验装置，可以在新发现的本征AFM TI材料（MnBi $_2$ Te $_4$）$_m$（Bi $_2$ Te $_3$）$_n$或磁掺杂TI多层膜中实现HQSH效应。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall
Appearance of hinge states in second-order topological insulators via the cutting procedure
近年来，二阶拓扑绝缘体作为一类新的拓扑绝缘体被提出。二阶拓扑绝缘体是一种具有带隙结构的材料，但在两个表面的相交处具有拓扑保护的无隙状态。这些无间隙状态被称为铰链状态。本文给出了当$\mathbb{Z}_{4}$拓扑指数$μ_{1}$为$μ_{1}=2$时，任何具有反演对称性和带隙面的A类绝缘体都具有铰链态的一般性证明.我们考虑一个三维绝缘体，其边界条件沿两个方向的变化，通过改变跨越边界的跳跃幅度。通过沿两个方向连续改变边界条件，研究了无带隙态的行为，揭示了无带隙态的行为是由$\mathbb{Z}_{4}$强拓扑指数决定的.从这个讨论中，我们表明，无隙态不可避免地出现在铰链的三维绝缘体与带隙表面的强拓扑指数为$\mathbb{Z}_{4}=2$和弱拓扑指数为$ν_{1}=ν_{2}=ν_{3}=0$。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall
Hinge solitons in three-dimensional second-order topological insulators
本文从理论上证明了三维二阶拓扑绝缘体铰链上存在稳定的非线性孤子，其沿铰链单向无畸变传播，并构建电路网络实验验证了电压亮孤子的存在。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Higher-order Fabry-Pérot Interferometer from Topological Hinge States
我们提出了一个固有的三维法布里-珀罗型干涉仪，创造了“高阶干涉仪”，利用手征铰链状态的二阶拓扑绝缘体，不能等效地映射到二维空间，因为高阶拓扑。该干涉仪的两端电导中的量子干涉图案不仅可以通过调节强度来控制，而且特别地，可以通过旋转垂直于传输方向施加的磁场的方向来控制。值得注意的是，电导表现出一种特征性的拍频模式，具有相对于场强或方向的多个频率。我们的新型干涉仪提供了可行的和强大的磁输运签名，以探测特定的高阶拓扑绝缘体的铰链状态。
2021-01-21 cond-mat.mes-hall
Current switching behavior mediated via hinge modes in higher-order topological phases using altermagnets
Institute of Physics（印度物理研究所）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）
本文提出通过耦合d波交替磁体设计混合阶和高阶拓扑相，研究铰链模式的拓扑特性及可控电流开关行为。
2026-05-16 cond-mat.mes-hall
Rotoinversion-symmetric bulk-hinge correspondence and its applications to higher-order Weyl semimetals
我们给出了磁系统中旋转反演$C_{4}\mathcal{I}$对称性保护的高阶拓扑相的体铰链对应。我们的方法使我们能够显示的手征铰链模式的出现，只有从$C_{4}\mathcal{I}$本征值的信息在高对称点的布里渊区。此外，基于体铰链对应，我们提出了一类高阶Weyl半金属（HOWSMs）是具有铰链模式和费米弧表面态的Weyl半金属。HOWSM的特征在于三维高阶拓扑绝缘体的拓扑不变量，拓扑不变量由高对称点处的$C_{4}\mathcal{I}$对称特征值决定。这种HOWSM具有手性铰链模式作为在散装的三维高阶拓扑结构的直接后果。
2022-03-02 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological phase without crystalline symmetry
作为空间对称性保护的拓扑晶体绝缘体的后代，提出了各种具有无间隙角或铰链的高阶对称性保护拓扑相（HOSPT）。在这项工作中，我们解决了一类新的高阶拓扑状态，它不需要晶体对称性，而是依赖于子系统对称性的保护。我们提出了几个强相互作用的模型与无间隙铰链或角的基础上的“装饰铰链壁凝聚”的图片。铰链壁是$Z_2$顺磁体的缺陷位形，它被低暗SPT态修饰。这种独特的铰链壁装饰结构导致由无间隙铰链分隔的间隙表面。铰链模式的非平凡性质可以通过具有Wess-Zumino-Witten项的$1+1$ D共形场论来捕获。此外，通过将广义Lieb-Schultz-Mattis定理与HOSPT态的边界反常联系起来，我们建立了一个证明铰链不可应用性的不通过定理。这种普遍的对应关系产生了一个全面的标准，以确定HOSPT的存在下，一定的对称性，而不管微观哈密顿量。
2019-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Splitting the hinge mode of higher-order topological insulators
高阶拓扑绝缘体（HOTI）的表面包括具有破缺反转对称性的二维拓扑绝缘体（TI），其质量由表面的微观细节（诸如表面电势和终止）确定。它拥有一个固定到选定铰链的螺旋模式，其中曲面间隙会更改其符号。我们研究了扰动，打破时间反演和粒子守恒的螺旋模式，如塞曼场和邻近的超导体的效果。我们发现，在相反的螺旋模式的反转对称TI，这是有间隙的这些耦合，在铰链的螺旋模式可以保持无间隙和空间分裂。当这种情况发生时，塞曼场将螺旋模式分裂成围绕磁化区域的手征模式;超导体导致围绕超导区域的螺旋马约拉纳模式。两者的结合可能会导致其中一个手征马约拉纳模的缺口，并留下一个单一的一维手征马约拉纳周围的超导岛。我们建议，不同的拓扑状态可以测量的电输运。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Higher-order exceptional ring semimetal with real hinge states in phononic crystals
Key Laboratory of Artificial Micro- and Nanostructures of Ministry of Education and School of Physics and Technology, Wuhan University（教育部人工微结构和科学与技术学院，武汉大学）；Institute for Advanced Studies, Wuhan University（武汉大学高等研究院）
研究在三维耗散声学晶体中首次实现高阶韦尔例外环半金属，揭示了非厄密特高阶拓扑性与实铰链态的稳健传播特性。
2025-12-25 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
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
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
Hinge Modes and Surface States in Second-Order Topological Three-Dimensional Quantum Hall Systems induced by Charge Density Modulation
我们考虑一个系统的弱耦合一维线形成一个三维堆栈中存在的空间周期性调制的化学势沿电线，相当于一个电荷密度波（CDW）。外部静态磁场平行于导线轴施加。我们发现，对于一定的参数制度，由于CDW和磁场之间的相互作用，该系统可以支持一个二阶拓扑相，其特征在于手性准一维量子霍尔效应（QHE）铰链模式的存在。有趣的是，我们证明了铰链模式的传播方向取决于CDW的相位，并且可以仅通过电气手段来反转，而不需要改变磁场的方向。此外，我们表明，该系统也可以支持二维手征表面QHE状态，它可以与一维铰链模式共存，实现了一个混合高阶拓扑的情况。我们表明，铰链模式是强大的静态无序。
2019-10-11 cond-mat.mes-hall
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
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
Chiral Hinge Magnons in Second-Order Topological Magnon Insulators
当相互作用的自旋处于凝聚态铁磁序时，它们的基态波函数在拓扑上是平凡的。尽管如此，在二维空间中，铁磁态可以支持具有非平凡拓扑结构的自旋激发，这是一种被称为拓扑磁振子绝缘体（TMI）的奇异态。在这里，我们从理论上揭示和数值上证实了一种新的铁磁状态在三维称为二阶TMI，其标志是在其铰链，在小平面相交的激发。由于铁磁性自然伴随着时间反演对称性的破坏，铰链磁振子是手征的，因此不可能发生反向散射。因此，他们描绘出一个三维路径的样品不受缺陷阻碍，并在拓扑上保护的光谱间隙。他们是非常强大的对无序，同时高度可调的原子级工程的样品终止。我们的研究结果使磁振子与高阶拓扑结构的工具，一个有前途的路线相结合的低能量信息传输焦耳加热与三维垂直集成。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hinge states in a system of coupled Rashba layers
我们考虑一个系统的堆叠隧道耦合二维电子和空穴气体层与Rashba自旋轨道相互作用受到交错塞曼场。不同层内隧道耦合的相互作用导致在三维空间中向拓扑绝缘体相的相变，从而承载无带隙表面态。交错的塞曼场通过产生具有无带隙铰链态的二阶拓扑绝缘体相进一步丰富了拓扑相图。拓扑相位的出现被证明在小塞曼场的政权解析和确认的数值模拟中的非微扰区域的相图。拓扑相是稳定的，对外部扰动和无序。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall
Magnetic second-order topological insulators and semimetals
我们提出了磁性二阶拓扑绝缘体（SOTI）。首先，我们研究一个三维模型。指出了拓扑铰链绝缘体除了铰链态外，实际上还具有沿[001]方向的表面态.我们间隙这些表面状态通过引入磁化，获得一个SOTI只有铰链状态。体拓扑数是由四重旋转和反转对称的组合对称性保护的$Z_2$指数。接下来我们研究二维磁性SOTI，其中角状态在磁化的存在下也是鲁棒的。最后，我们构建了一个磁性二阶拓扑半金属分层的二维磁性SOTI，铰链弧状态是强大的存在下的磁化。
2018-02-10 cond-mat.mes-hall
Acoustic Higher-Order Weyl Semimetal with Bound Hinge States in the Continuum
近年来，随着比系统体积小2维或更多维的拓扑边界态的出现，高阶拓扑相引起了人们的广泛兴趣。高阶拓扑态已经在各种各样的系统，如光子和声学系统中的带隙相中得到了验证，最近也在无隙半金属相中观察到，如Weyl和Dirac相，在类似的系统中。高阶拓扑结构是由铰链状态出现在共同的带隙的体状态和表面状态的信号。在这封信中，我们报告了我们的第一个预测和观察到的一种新型的铰链状态，在连续体（BHIC）体带中的束缚铰链状态，在声子晶体中实现的高阶Weyl半金属。在铰链状态的差距，这是由体极化的特点，BHIC是由非平凡的表面极化。拓扑BHIC的发现拓宽了我们对拓扑态的理解，并可能激发其他系统如电子、光子和冷原子系统的类似研究。我们的工作为高Q声学器件的应用铺平了道路。
2023-03-18 cond-mat.mes-hall
Higher-Order Topological Insulators
三维拓扑（晶体）绝缘体是具有绝缘体，但导电表面状态的材料，其在拓扑上受到时间反转（或空间）对称性的保护。在这里，我们将三维拓扑绝缘体的概念扩展到没有带隙表面状态的系统，但表现出拓扑保护的无带隙铰链状态。它们的拓扑性质受到时空对称性的保护，其中我们提出了两种情况：（1）手征高阶拓扑绝缘体受到时间反演和四重旋转对称性的保护。它们的铰链状态是手性模式，体拓扑结构是$\mathbb{Z}_2$ -分类的。(2)受时间反转和镜像对称保护的螺旋高阶拓扑绝缘体。它们的铰链状态以Kramers对出现，并且本体拓扑是$\mathbb{Z}$分类的。我们提供了这两种情况下的拓扑不变量。此外，我们表明，SnTe以及表面改性的Bi $_2$ TeI，BiSe和BiTe是螺旋高阶拓扑绝缘体，并提出了一个现实的实验设置来检测铰链状态。
2018-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inversion-symmetry protected chiral hinge states in stacks of doped quantum Hall layers
我们证明了在准二维系统中存在的高阶拓扑绝缘体与保护手征铰链模式的耦合层堆叠在一个反转对称的方式。特别是，我们表明，外部磁场驱动一堆交替的p-和n-掺杂的屈曲蜂窝层到一个更高阶的拓扑相，其特征在于由一个非平凡的三维${\mathbb Z}_2$不变。我们确定硅烯多层膜作为一个潜在的材料平台，这种新型的拓扑绝缘相的实验检测。
2018-07-03 cond-mat.mes-hall
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
Helical Hinge Majoranas in Iron-Based Superconductors
受最近FeTe $_{1-x}$ Se $_{x}$实验的启发，我们构造了一个在$Z$点具有带反转和非拓扑体$s_{\pm}$配对的铁基超导体的显式极小模型.虽然有相当大的兴趣，马约拉纳零模式本地化的旋涡在这样的系统中，我们发现，我们的模型-没有任何旋涡-固有地支持一维螺旋马约拉纳模式本地化的铰链之间的（001）和（100）或（010）表面，这表明这是一个可行的平台，观察“高阶”拓扑超导性。我们提供了一个一般的理论，这些铰链模式，并讨论其稳定性和实验表现。我们的工作表明了铁基拓扑超导体中铰链Majoranas的可能的实验观测性。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric Multipole Moments, Topological Multipole Moment Pumping, and Chiral Hinge States in Crystalline Insulators
我们将晶体绝缘体中的偶极矩理论推广到更高的多极矩。本文详细地扩展了文献[1]中的理论，并将其推广到拓扑抽运现象和一类新的具有手征铰链态的三维绝缘体。在量子力学晶体绝缘体中，较高的多极体矩通过较低维度的边界局部矩的存在来表现出来，与经典连续电介质的电磁理论完全一致。在某些对称性的存在下，这些时刻被量化，它们的边界签名被细分。然后，这些多极矩对应于新的SPT相位。这些阶段的拓扑结构描述的“嵌套”威尔逊圈，它反映了散装边界对应的方式，使明显的多极矩的层次分类。正如变化的偶极产生电荷泵浦，变化的四极产生偶极泵浦，变化的八极产生四极泵浦。对于非平凡的绝热循环，这些时刻的运输是量子化的。对这些互连现象的分析得出结论，存在一种新的陈式绝缘体，它在3D中具有手征的铰链局域模。我们提供了量子化多极矩、非平凡泵浦过程和铰链Chern绝缘体的极小模型，并描述了保护它们的拓扑不变量。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
Hinge Magnons from Non-collinear Magnetic Order in Honeycomb Antiferromagnet
我们提出量子磁体中的非共线磁序可以包含一种新的高阶拓扑磁振子相，它具有非厄米拓扑和铰链磁振子模。本文考虑了蜂窝格子上相互作用的局部矩三维系统。它最初有利于沿面内方向的共线磁序，当施加垂直于易磁化轴的外部磁场时，其转变为非共线磁序。我们利用磁振子哈密顿量的非厄米性质表明，这种场诱导的转变对应于从拓扑磁振子绝缘体到具有一维铰链模式的高阶拓扑磁振子态的转变。作为一个具体的例子，我们讨论了最近发现的单斜相薄三卤化铬，我们提出的第一个有前途的材料候选人的高阶拓扑磁振子相。
2021-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Long-lived Andreev states as evidence for protected hinge modes in a bismuth nanoring Josephson junction
本文通过测量铋纳米环约瑟夫森结的切换超流统计，发现超导对的弛豫速率与单个准粒子相当，为二阶拓扑绝缘体中螺旋Andreev铰链模的空间分离提供了证据。
2023-09-15 cond-mat.mes-hall
Experimental realization of Majorana hinge and corner modes in intrinsic organic topological superconductor without magnetic field at room temperature
拓扑材料的奇异态在环境条件下具有挑战性或不可能创建。1 -4此外，目前还不清楚拓扑超导性作为拓扑量子计算的关键元素是否存在于任何天然存在的材料中。5 -7尽管这些问题可以通过异质结构中的材料组合来克服，但仍然存在许多困难，例如低温和特定的磁场。8，9在此，证明了不依赖于特定外部条件的本征拓扑超导体。这是利用多环芳烃（PAH）的独特性质来实现的，多环芳烃被认为具有持久的环电流。10 -12根据Su-Schrieffer-Heeger（SSH）13和Kitaev 14模型，PAH可以具有非平凡的边缘模式，因此，垂直堆叠的多环芳烃预计将具有Majorana铰链和角模式。15 HYLION的固有持续环电流-12通过MPMS证明。16通过HYLION-12的粒状正交相有机晶体的约瑟夫森结装置通过输运光谱证实了作为铰链模式特征的相干量子相位滑移（CQPS）、恒定电导平台（CCP）和零偏压电导峰（ZBP）。17，图18它们是马约拉纳铰链和拐角模式的特征。此外，通过传输光谱进行的编织状操作显示了量子计算机最重要和最关键的元素的出现，这些元素可以在室温下在没有外部磁场的情况下实现。
2021-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quasi-two-dimensional Majorana zero modes from finite-size-coupled chiral hinge states
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；High Magnetic Field Laboratory, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院）
通过理论模型研究，提出在传统s波超导体近邻的手性高阶拓扑绝缘体中实现空间分离马约拉纳零模的准二维途径，阐述了形成过程及特点，证明其是实现多马约拉纳零模的有前景平台。
2026-07-07 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
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
Microwave hinge states in a simple-cubic-lattice photonic crystal insulator
该研究在含完整光子带隙的三维光子晶体中通过数值与实验展示高阶拓扑态，设计两种具不同拓扑不变量的立方晶格，证实二维界面拓扑边界态与一维拐角铰链态，微波测量验证其局域化强度。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bulk-edge and bulk-hinge correspondence in inversion-symmetric insulators
我们证明了一类三维反演对称高阶拓扑绝缘体（HOTI）的平板在A类中是二维陈氏绝缘体，而在AII类中是二维$Z_2$拓扑绝缘体.我们通过考虑沿平面切割三维反演对称HOTI的过程证明了这一点，并研究了切割过程中的谱流。我们表明，$Z_4$指标，这表明在类A和AII的三维反演对称HOTI，是直接相关的$Z_2$指标，为相应的二维板块与反演对称，即陈数奇偶校验和$Z_2$拓扑不变量，分别为类A和AII。无间隙铰链状态的存在是从板系统与其边缘状态之间的传统体积-边缘对应来理解的。此外，我们还表明，频谱流分析导致另一个证明的散装边缘对应的一维和二维反演对称绝缘体。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
STM observation of the hinge-states of bismuth nanocrystals
本研究通过STM观察铋纳米晶体，证实其为二阶拓扑绝缘体，并发现铰链态普遍存在于晶面交线处，提出其源于跨纳米晶面的隧穿耦合。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional second-order topological insulator from a three-dimensional coupled-wires construction
本文通过三维耦合Rashba纳米线阵列构造二阶拓扑绝缘体，并利用耦合导线方法引入电子-电子相互作用，证明在合适填充因子下可形成携带分数电荷e/p的分数二阶拓扑绝缘体相。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall
Half-Quantized Helical Hinge Currents in Axion Insulators
提出轴子绝缘体中由侧面狄拉克电子全反射的古斯-汉欣位移产生的半量子化螺旋铰链电流，揭示其拓扑起源，并设计六端器件通过非互易电导进行实验探测。
2022-03-24 cond-mat.mes-hall
Strong and weak second-order topological insulators with hexagonal symmetry and $\mathbb{Z}_3$ index
我们提出了二阶拓扑绝缘体（SOTI），其晶格结构在三维和二维中具有六角对称性$C_{6}$。我们从一个三维弱拓扑绝缘体开始，它构造在堆叠的三角晶格上，只有侧拓扑表面态。然后，我们引入了一个额外的质量项，间隙的侧表面状态，但保留铰链状态。所得到的系统是一个三维的SOTI。体拓扑量子数被证明是由反转时间反演对称性$IT$和旋转反转对称性$C_{6}I$保护的$\mathbb{Z}_{3}$指数。我们得到三个阶段，平凡，强和弱SOTI阶段。我们认为这两种类型的SOTI的起源。六棱柱是尊重这些对称性的典型结构，其中六个拓扑铰链状态出现在侧面。构建块是二维的六边形，其中拓扑角状态出现在SOTI相的六个角处。当层间跳跃相互作用较强和较弱时，分别得到强和弱的SOTI。它们的特点是铰链状态的出现，连接到或脱离散装带。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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 Topological Phases of Magnons in van der Waals Honeycomb Ferromagnets
我们从理论上提出了一种二阶拓扑磁振子绝缘体，它是由具有反铁磁层间耦合的范德华蜂窝铁磁体堆叠而成。该系统具有Z $_{2}$拓扑相，并受到伪时间反演对称性（PTRS）的保护。易平面各向异性项破坏PTRS并破坏拓扑相位。然而，它尊重磁二重旋转对称性，这保护了双层中的角模和沿堆叠方向的铰链模的二阶拓扑相位。此外，引入的交错层间耦合建立Z $_{2}$ $\times$ Z拓扑结构，产生携带非零陈数的带隙拓扑表面模式。因此，手征铰链模式沿着长方体几何形状中的水平铰链传播，并且对紊乱是鲁棒的。我们的工作将范德华平台中的高阶拓扑和磁振子联系起来，并可用于构造拓扑磁振子器件。
2022-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而，这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里，我们表明，马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值，面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反，导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构，我们的计划提供了一个实验现实的平台，实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Corner states, hinge states and Majorana modes in SnTe nanowires
SnTe材料是探索拓扑结构和不同类型对称性破缺相互作用的最灵活的材料平台之一。我们研究了在塞曼场、s波超导和反转对称破缺场的各种组合下SnTe纳米线中的量子态保护拓扑态。我们揭示了正常态下鲁棒角态和铰链态的起源。在超导性的存在下，我们发现反转对称性保护的无间隙的散装马约拉纳模式，这引起量子化的弹道导线的热导。通过引入反转对称性破缺场，大量的马约拉纳模式成为缺口和拓扑保护本地化马约拉纳零模式出现在电线的两端。
2022-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Many-Body Invariants for Chern and Chiral Hinge Insulators
我们构造了新的多体不变量的2D陈和3D手征铰链绝缘体，其特点是量子化的泵送的偶极和四极矩。我们设计的不变量是完全写在多体基态波函数的环面几何与一组酉算子。我们通过拓扑场论解释、绝热泵浦论证和直接映射到自由费米子带指数，为我们的不变量提供了一些支持性证据。最后通过数值计算，包括准一维系统上的无限密度矩阵重整化群，证实了我们的不变量。因此，多体不变量明确地围绕着拓扑相理论描述的几个不同支柱。
2020-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Higher-order Topological States in Chiral Split Magnons of Honeycomb Altermagnets
Sun Yat-Sen University（中山大学）
研究在蜂窝交替磁体中探索高阶拓扑磁子，通过反铁磁层间耦合揭示各向异性表面态和边缘模式，推动磁子量子计算的能效集成架构。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall
