Bulk--boundary correspondence in a non-Hermitian quantum spin-Hall insulator
本文将基于修正周期边界条件的非厄米体-边界对应场景扩展至非厄米量子自旋霍尔绝缘体,证明其能正确描述该系统的体-边界对应,且导出的相图与开放边界条件下的谱一致。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall
Loss of Hall Conductivity Quantization in a Non-Hermitian Quantum Anomalous Hall Insulator
最近的工作已经扩展了拓扑能带理论开放,非厄米哈密顿,但很少有人知道如何非厄米性改变相关的观测拓扑量子化。我们解决这个问题,通过研究量子反常霍尔效应(QAHE)中产生的狄拉克表面状态的三维时间反演不变的拓扑绝缘体(TI),是接近耦合到金属铁磁体。通过构造一个接触自能的铁磁体,我们表明,除了产生一个质量间隙的表面光谱,铁磁体可以引入一个非厄米加宽项,这可以掩盖的质量间隙的光谱函数。我们计算的霍尔电导率的有效非厄米哈密顿描述的异质结,并表明,它不再被量化,尽管被归类为陈绝缘体的基础上非厄米拓扑能带理论。我们的研究结果表明,QAHE将是具有挑战性的实验观察铁磁TI异质结由于在界面处的准粒子的有限寿命。
2018-09-29 cond-mat.mes-hall
Observation of non-Hermitian topology in a multi-terminal quantum Hall device
本文利用量子霍尔边缘态的非互易性,在多端量子霍尔环中直接观测到非厄米趋肤效应,为构建和研究一般非厄米系统提供了可扩展的实验方法。
2023-05-30 cond-mat.mes-hall
Universal Hall conductance scaling in non-Hermitian Chern insulators
我们研究了二维陈氏绝缘体的霍尔电导耦合到一个环境,导致增益和损失。引入一个双正交线性响应理论,我们表明,足够强的增益和损耗导致一个特征的非分析贡献的霍尔电导。在其开始时,这种贡献表现出一个普遍的幂律与幂3/2的狄拉克质量,化学势和增益强度的函数。我们的结果为电子输运实验中非厄米拓扑的研究铺平了道路。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Topology from Edge Transport in Hermitian Quantum Anomalous Hall Systems
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);Beijing Academy of Quantum Information Sciences(北京量子信息科学研究院);School of Physical Science and Technology, Soochow University(苏州大学物理科学与技术学院);Institute for Advanced Study, Soochow University(苏州大学前沿科学高等研究院);Institute for Nanoelectronic Devices and Quantum Computing, Fudan University(复旦大学纳米电子器件与量子计算研究所);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室)
本文证明全局厄米量子反常霍尔系统中,手性边缘模式与扩散边缘模式的相互作用可自然产生非厄米输运,表现为非互易响应和皮肤效应,并通过Landauer-Büttiker模拟在磁性拓扑绝缘体中验证,为固态非厄米拓扑器件提供新途径。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall admittance in non-Hermitian systems
我们提出了一对与非厄米特哈密顿量及其厄米特伴随相关联的复Berry曲率,以揭示非厄米特系统中的新物理。给出了二维非厄米狄拉克模型的复Berry曲率和Berry相位。复Berry相位的虚部诱导量子霍尔磁阻,使得量子霍尔电导推广为非厄米系统的量子霍尔导纳,这意味着系统的非厄米性可以诱导依赖于非厄米参数的系统的本征量子电容或电感。我们分析了二维非厄米狄拉克模型的复杂能带结构,证明了点带隙和线带隙及其闭合是能带在参数空间中的异常简并,并与拓扑相相联系.在连续极限下,我们得到了参数空间中的复Berry相位。
2021-01-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Hermitian topology in the quantum Hall effect of graphene
本文通过栅极电压调控石墨烯异质结中载流子密度,展示了非厄米拓扑手性的可调性,发现高填充因子处非厄米拓扑不变量最佳量子化,并在ν=0绝缘平台中观测到额外的非厄米拓扑相,证实了无序诱导平庸相的预言。
2024-10-18 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology of quantum spin-Hall systems to detect edge-state polarization
Julius-Maximilians-Universität Würzburg(维尔茨堡大学);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ctd.qmat);Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, IFW Dresden(德累斯顿莱布尼兹固体与材料研究所);Department of Physics, TU Dresden(德累斯顿工业大学物理系)
研究通过非厄米皮肤效应探测量子自旋霍尔系统中边缘态的自旋极化。
2026-02-12 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect from a non-Hermitian viewpoint
该研究从非厄米视角出发,发现平衡电子系统中自旋相关的准粒子寿命可诱导反常霍尔效应,通过构建非厄米有效模型并计算Kubo公式,揭示了非厄米平衡特性在量子输运中的关键作用。
2023-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian topology of transport in the quantum Hall phases in graphene
该研究通过单层石墨烯量子霍尔区域的输运模拟,发现多端电导矩阵中存在无法用手性边缘态解释的非厄米拓扑相变,揭示了器件缺陷在化学势扫过第零朗道能级时诱导额外非厄米相,为利用量子器件几何结构实现拓扑保护的输运特性奠定基础。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall
From the topological spin-Hall effect to the non-Hermitian skin effect in an elliptical micropillar chain
拓扑自旋-霍尔效应基于厄米特物理学使不同的自旋在相反的方向上传播。非厄米集肤效应导致系统的大量模式在其边缘处局部化。在这里,我们提出了一个系统的基础上激子极化激元椭圆微柱托管的效果。椭圆微柱的极化分裂引起一维晶格中的拓扑自旋霍尔效应。当使用圆偏振外部非相干激光来不平衡不同自旋极化的有效衰减率时,系统过渡到显示趋肤效应的非厄米制度。这些效应对强极化子输运以及确定性地形成多电荷涡旋和持续电流具有影响。
2022-01-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian fractional quantum Hall states
我们证明了非厄米特系统的拓扑有序相的出现。具体地说,我们阐明了非厄米两体相互作用的系统显示分数量子霍尔(Fractional quantum Hall)状态。非厄米哈密顿量被认为是与冷原子耗散。我们通过拓扑简并的存在和基态多重态的多体陈数($C_{\mathrm{tot}}=1$)得出了非厄米特H-H态的出现的结论.针对非厄米性的强拓扑简并性源于多体平移对称性。此外,我们还发现,在没有任何排斥相互作用的情况下,出现了一种类似于连续量子芝诺效应的现象。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Hall conductance of a non-Hermitian two-band system with k-dependent decay rates
双能带模型适用于拓扑绝缘体的霍尔效应。当系统处于环境中时,它是非Hermitian的,并且它的以Chern数为特征的拓扑结构在过去的几十年里得到了广泛的研究。然而,如何一个非厄米特系统的电场的响应,以及什么是连接的响应定义通过非厄米特哈密顿陈数仍然很少探索。在本文中,专注于一个依赖于k的衰减率,我们解决这个问题,通过研究这样的非厄米陈绝缘体的外部电场的响应。为此,我们首先推导出一个有效的非厄米哈密顿量来描述系统,并给出了一个特定形式的依赖于k的衰变率。然后计算了非厄米系统对恒定电场的响应。我们观察到,环境导致霍尔电导是一个加权积分的曲率的接地带,因此电导不再是量化的一般。并且环境在系统对电场的响应中引起延迟。讨论了非厄米模型与主方程描述的有效性。
2021-04-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Hermitian topological phase transitions for quantum spin Hall insulators
非厄米性和拓扑之间的相互作用为工程设计具有前所未有性质的新型拓扑物质开辟了一条令人兴奋的途径。虽然以前的研究主要集中在一维系统或陈氏绝缘体,在这里,我们调查拓扑相变/从量子自旋霍尔(QSH)绝缘体驱动的非厄米性。结果表明,通过改变非厄米项,可以诱导一个平凡的到QSH绝缘体的相变,并且在QSH相中存在异常的边缘弧。我们建立了两个表征非厄米相变的拓扑不变量:i)具有时间反演对称性,基于非厄米威尔逊圈的双正交$\mathbb{Z}_2$不变量; ii)不具有时间反演对称性,通过对占据带的Bloch丛进行双正交分解,得到双正交自旋Chern数.这些拓扑不变量可以应用于广泛的一类非Hermitian拓扑相以外的陈类,并提供了一个强大的工具,探索新的非Hermitian拓扑物质及其器件应用。
2019-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Topology and Observables of the Non-Hermitian Chern Insulator
拓扑学在几乎所有的物理学学科中都扮演着核心角色,但它的应用迄今为止仅限于热力学平衡中的封闭无损系统。考虑到许多物理系统是开放的,可能包括增益和损耗机制,有一个突出的需要重新检查拓扑结构的非厄米理论的背景下,描述开放的,有损耗的系统。最近将陈数推广到非厄米特哈密顿开始了这种重新审视;然而,到目前为止,非厄米特拓扑不变量和可观测量的量子化之间还没有建立联系。在这项工作中,我们表明非厄米特能带的陈数与霍尔电导率的量子化之间不存在这种关系。使用场论技术,我们计算的纵向和霍尔电导率的非厄米哈密顿与有限的陈数,明确展示了物理的非量子化霍尔电导率,尽管陈数不变。这些结果表明,陈数不提供一个物理上有意义的分类的非厄米哈密顿。
2019-02-05 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian linear perturbation to a Hamiltonian with a constant electromagnetic field and Hall conductivity
研究恒定电磁场中电子受非厄米线性微扰的定态问题,解析得到波函数和含复常数修正的朗道能谱,并证明最低朗道能级的霍尔电导率仍精确等于 Klitzing 常数的倒数。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Manifestations of topological band crossings in bulk entanglement spectrum: An analytical study for integer quantum Hall states
我们考虑整数量子霍尔态,通过在引导中心表象中建立关联矩阵,计算了体纠缠谱。我们的分析方法是基于投影算子与重新定义的内积的状态在希尔伯特空间照顾的限制所施加的(矩形平铺)棋盘分区。所得到的相关矩阵包含不同的引导中心的状态之间的耦合常数,由磁长度和分区的周期参数化。我们通过调整穿过每个棋盘像素的通量$Φ$和通过改变填充因子$ν$来发现各种带交叉。当$ν=1$和$Φ=2π$,或$ν=2$和$Φ=π$时,发现一个狄拉克带交叉,而对于$ν=1$和$Φ=π$,带交叉以节线的形式出现,包围着布里渊区.对于$ν=2$和$Φ=2π$,可以看到二重狄拉克点或二次点。此外,我们还推断出棋盘格划分的C $_4$对称性保护了二次点,因为当对称性降低到C $_2$时,二次点演化为两个独立的Dirac点.此外,我们还确定了新兴的对称性负责的对称体纠缠光谱,这是缺席的基础量子霍尔态。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Investigation of non-Hermitian and Hermitian models of Altermagnets
本研究构建包含多种关键相互作用的交替磁体模型哈密顿量,引入非厄米动力学,探究拓扑绝缘区的量子几何张量与量子反常霍尔效应,并拓展研究非厄米金属交替磁体的对称破缺序参量物相。
2025-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The odd ideal gas: Hall viscosity and thermal conductivity from non-Hermitian kinetic theory
流体中的动量和能量的流动通常与耗散传输系数:粘度和热导率相关。打破某些对称性(如镜像对称性和时间反演不变性)的流体可以显示称为奇(或霍尔)粘度和热导率的非耗散传输系数。本文的目的是阐明这些耗散输运系数的微观起源,用动力学理论。我们发现,奇粘度和奇热导率时出现的线性碰撞算子不是厄米。当碰撞是手征性的(即不是镜像对称的)时,就会发生这种对称性破缺。为了以最小化的方式捕获这一特征,我们引入了一个修改后的弛豫时间近似,其中分布函数旋转了一个表征碰撞的平均手性的角度。在无限小转动的极限下,宇称违反碰撞的效应可以描述为一个新出现的有效磁场。
2022-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
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
Localization of chiral edge states by the non-Hermitian skin effect
实验证明通过在旋光光子晶体中引入特定损耗配置引发非厄米趋肤效应,可局域化量子霍尔系统的手性边缘态,实现非厄米体-界对应且增强抗缺陷鲁棒性。
2023-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Beyond symmetry protection: Robust feedback-enforced edge states in non-Hermitian stacked quantum spin Hall systems
National University of Singapore(新加坡国立大学)
该研究展示了在非厄米特叠层量子自旋霍尔系统中,通过反馈机制实现鲁棒的螺旋边态,无需依赖对称保护。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other math-ph
Transport properties of a non-Hermitian Weyl semimetal
本文研究了由二维Chern绝缘体堆叠形成的三维耗散Weyl半金属的输运性质,发现非厄米性导致Hall电导偏离量子化,该现象与例外点密切相关,并通过非Bloch理论及广义布里渊区解决了边界条件下的拓扑转变动量差异问题。
2023-04-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Spin-dependent gain and loss in photonic quantum spin Hall systems
本文研究模拟量子自旋霍尔效应的呼吸蜂窝晶格,揭示非互易胞内耦合导致的自旋依赖增益与损耗,并阐明其抑制边缘模自旋混合、使高阶角模离域的作用。
2023-07-24 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Non-Hermitian Photonic Spin Hall Insulators
本文证明了光子自旋霍尔绝缘体在非厄米耗散下的鲁棒性,发现$\mathcal{P}\mathcal{D}$对称互易系统存在临界损耗引发的拓扑相变,并揭示其可容纳无限多自旋极化边缘态。
2024-01-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian transparency and one-way transport in low-dimensional lattices by an imaginary gauge field
在二维或三维量子霍尔和拓扑绝缘体系统的边缘通常可以观察到单向的强输运。这些系统的一个特点是拓扑保护,即存在不能被系统中的缺陷或无序散射的传播边缘状态。在存在{ \it虚}规范场的非厄米系统中,出现了一种不同的、较少探索的鲁棒输运形式。与量子霍尔和拓扑绝缘体系统中的拓扑保护输运相比,在{ \it较低}维(即一维)系统中可以观察到鲁棒的非厄米特输运。本文从理论上研究了具有虚规范场的一维紧束缚晶格的输运性质,并强调了鲁棒单向输运的物理机制。这里禁止反向散射,因为反射波是渐逝的而不是传播的。值得注意的是,非厄米晶格的光谱透射被映射到相应的厄米晶格之一,即没有规范场,{ \it但}计算在复平面。特别是,在大值的规范场的光谱透射率变得等于一,即使在存在的无序或晶格缺陷。这种现象可以称为{ \it单向非厄米透明性}。鲁棒的单向传输也可以在更现实的环境中实现,即在异质结构系统中,其中非厄米特无序晶格嵌入在两个均匀厄米特晶格之间。这种双异质结构实现了非对称(非互易)波传输。提出了一种基于光在一系列光学微腔中传输的非厄米透明的物理实现方法。
2015-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Non-Hermitian chiral anomalies in interacting systems
研究了具有复费米速度的相互作用无质量费米子与复规范场耦合系统中的反常手性电流,发现非厄米性和多体相互作用在反常关系中引入附加项,且多体修正在非平衡或非均匀系统中非零,推进了对相互作用非厄米系统反常输运的理解。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Origin of Robust $\mathbb{Z}_2$ Topological Phases in Stacked Hermitian Systems: Non-Hermitian Level Repulsion
Hokkaido University(北海道大学);The University of Tokyo(东京大学)
研究揭示了在堆叠赫米特系统中,鲁棒Z₂拓扑相源于非赫米特系统的能级排斥,通过一维类DIII超导体和对应的非赫米特类AII†系统验证。
2024-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Simultaneous Observation of Topological Edge State and Exceptional Point in an Open and Non-Hermitian System
本文报道了一个开放的非厄米系统中拓扑保护边态和例外点的实验观测。虽然理论基础是通用的波动物理学,模拟和实验进行的声学系统的结构具有非平凡的拓扑特性,其特征在于陈数,提供了一个合成的尺寸被引入。单向无反射传播,一个特殊点的标志,是明确观察到的模拟和实验。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall
A new representation of the bulk current in the quantum Hall effect regime
在以前的论文中,体电流输运的Landauer-Buttiker型表示已成功地用于高磁场区二维电子系统磁子输运的数值模拟。在本文中,它被证明,这种表示是在完全一致的治疗的体电流传输作为一个磁束缚态之间的隧穿过程。此外,我们发现我们的网络表示和体电流图片之间的对应关系,在棋盘上映射的混合相:在半满朗道水平(LL)耦合液滴的量子霍尔(QH)液相和耦合液滴的绝缘体相阶段存在于同一时间,与他们每个人占据一半的样品面积。在半填充时从这样的QH液滴中去除单个电子,完成了到下一个更高QH平台的QH转变。在半填充时向这样的液滴添加单个电子完成了到先前较低QH平台的QH转变。因此,在磁场轴上的QH平台转变的锐度取决于液滴的典型尺寸,其可以被理解为样品中的无序的量度。
2004-11-19 cond-mat.mes-hall
Stochastic non-Hermitian skin effect
在非厄米晶格中,具有非对称跳跃的光子输运的一个标志是光的鲁棒单向流动,这是诸如非厄米趋肤效应等重要现象的原因。在这里,我们表明,同样的效果可以引起随机波动的晶格保持对称跳跃的平均。我们通过讨论光的随机函数来说明这种波动引起的非厄米输运,在随机函数中,光被随机引起的趋肤效应推向界面。
2020-08-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Topologically distinct critical theories emerging from the bulk entanglement spectrum of integer quantum Hall states on a lattice
通过计算对称棋盘双分划下的基态纠缠谱,得到了整数量子Hall态到具有相同对称性的平凡绝缘态的拓扑相变的临界理论.与左右二分下的无带隙边缘激发相反,具有体无带隙激发的量子网络自然地出现在布里渊区中心而无需微调。在一个大的有限晶格上,$ν=1$态的临界理论是(2+1)维相对论量子场论,其特征是\textit{single}狄拉克锥谱和一对\textit{fractionalized}零能态,而对于$ν=2$态,临界理论表现出抛物线谱,在零能态中没有分数化的迹象。通过基态纠缠谱建立了体拓扑理论、无隙边理论和临界理论之间的三角形对应关系。
2014-12-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Non-Hermitian approach of edge states and quantum transport in a magnetic field
我们发展了强磁场中二维介观系统光谱和输运性质的明显非埃尔米特方法。有限系统与几个终端连接构成一个开放的系统,可以描述一个有效的哈密顿量。用能量虚部表示的量子态的寿命特别依赖于铅-体系耦合,并在共振、整数量子霍尔效应和超辐射三种状态之间产生差异。从不同带隙的边态寿命、沟道形成、杂化作用、透射系数量化等方面进行了讨论。一个玩具模型有助于理解开放系统中的非埃尔米特方面。
2016-11-17 cond-mat.mes-hall
Generalized topological bulk-edge correspondence in bulk-Hermitian continuous systems with non-Hermitian boundary conditions
体-边对应(BEC)是拓扑系统的标志。在波矢无界的连续(非格)厄米特系统中,最近的研究表明,陈氏绝缘体的BEC被修正。在非厄米特系统中,它将如何进一步受到影响,经历损失和/或增益?在这项工作中,我们在这个方向上迈出了第一步,通过研究非厄米边界条件的体积厄米连续系统。我们发现,在这种情况下,边缘模式出现在散射矩阵的根,而不是厄米的情况下,他们出现在其极点(或更准确地说,合并的根和极点)。这需要对相对列文森定理进行非平凡的修改。然后,我们表明,拓扑结构保持相同的厄米的情况下,广义BEC持有,提供一个采用适当修改的轮廓在波矢量平面,使散射矩阵相位绕组计数正确的边缘模式。我们使用一个范例模型的波在浅海或活跃的系统中存在的奇粘度,以及二维电子气霍尔粘度。我们利用这个机会来研究的情况下,大奇粘度,散射矩阵成为$2\times2$,这还没有讨论在以前的工作中的厄米广义BEC。
2023-02-10 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Fate of fractional quantum Hall states in open quantum systems: characterization of correlated topological states for the full Liouvillian
尽管之前对由林德布拉德方程描述的开放量子系统进行了广泛的分析,但仍不清楚相关的拓扑态,如分数量子霍尔态,即使在跳跃项存在的情况下也能保持。本文引入了Liouvillian的伪自旋Chern数,它是通过仅对二重Hilbert空间的一个子空间扭曲边界条件来计算的.这样的拓扑不变量的存在阐明,拓扑性质保持不变,即使在跳跃项的存在下,不关闭的有效非厄米哈密顿量的差距(通过忽略跳跃项获得)。换句话说,拓扑性质被编码成有效的非厄米哈密顿而不是完整的刘维尔哈密顿。当跳跃项可以写成双希尔伯特空间中的严格块上(下)三角矩阵时,这是特别有用的,在这种情况下,跳跃项的存在或不存在不会影响Liouvillian的谱。利用赝自旋陈氏数,我们研究了具有两体损失但无增益的分数量子霍尔态的特征,阐明了非厄米分数量子霍尔态的拓扑结构即使在跳跃项存在的情况下也是保持不变的.这个数值结果也支持使用非厄米哈密顿显着降低数值成本。类似的拓扑不变量可以被扩展以处理其他空间维度和对称性的相关拓扑状态(例如,具有反转对称性的一维开放量子系统),这表明我们的方法具有很高的通用性。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Halperin $(m',m,n)$ fractional quantum Hall effect in topological flat bands
本文在拓扑棋盘晶格平带模型中研究两组分粒子的 Halperin 分数量子霍尔效应,通过精确对角化和密度矩阵重整化群揭示其基态简并和分数化陈数矩阵,为部分自旋极化的分数量子霍尔效应提供了微观哈密顿量范例。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of exceptional points and skin effect correspondence in non-Hermitian phononic crystals
该研究在非厄米声子晶体中通过模拟和实验证实了拓扑非平庸的例外点与几何依赖的趋肤效应之间的对应关系,为非厄米物理拓宽了视野。
2023-02-09 cond-mat.mes-hall
Non-Bloch $\mathcal{PT}$ symmetry breaking in non-Hermitian Photonic Quantum Walks
周期性介质中拓扑能带理论的一个特点是体性质不受边界条件的影响。值得注意的是,在某些非厄米晶格中,体性质在很大程度上受到边界的影响,导致诸如非厄米趋肤效应和违反体边界对应等主要效应。在这里,我们揭示了非幺正离散时间量子行走的光子在系统中涉及增益和损失显示,而一般非布洛赫宇称时间($\mathcal{PT}$)对称性破缺相变,并提出了一种散装探测方法来检测这种边界驱动的相变。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
An investigation of the two-dimensional non-Hermitian Su-Schrieffer-Heeger Model
本研究考察二维非厄米SSH模型,通过虚数在位势破坏时间反演对称性,利用秩-零度定理识别例外点,实现Zak相位量子化,并推导拓扑边界共振条件,最终因非零Berry曲率产生有限反常能斯特电导。
2025-06-20 cond-mat.mes-hall
Non-Quantized Edge Channel Conductance and Zero Conductance Fluctuation in Non-Hermitian Chern Insulators
量子化的电导平台和零电导涨落是电子输运在厄米陈绝缘体手征边缘态中的普遍结果。在这里,我们表明,电子输运通过手征或螺旋边缘通道的物理变得更加丰富时,非厄米性是允许的。当存在非平衡非厄米性时,手征边缘态的寿命有限,边缘沟道的电导没有量子化,但电导涨落为零。然而,对于平衡的非厄米性,手征边缘态具有无限寿命,并且电导是量子化的,就像厄米陈氏绝缘体的情况一样。非量子化和量子化的零电导波动的电导平台是强大的对混乱。我们提出了一个理论,解释了起源的非量子化的电导高原。这里揭示的物理也应该是真实的手性和螺旋表面状态在其他拓扑材料,如量子反常霍尔系统,外尔半金属,拓扑超导体。
2019-01-21 cond-mat.mes-hall
Topological Correspondence between Hermitian and Non-Hermitian Systems: Anomalous Dynamics
超导保护拓扑相(SPT)的特点是存在反常边界态,而这种反常边界态只能通过相应的体系统来实现。在这项工作中,我们表明,对于每一个埃尔米特异常边界模式的10个Altland-Zirnbauer类,可以构建一个非埃尔米特对应,其长时间的动力学提供了一个实现的异常边界状态。我们证明了非厄米对应的特点是由一个点间隙拓扑不变量,而且,不变量完全匹配,相应的厄米异常边界模式。从而建立了$(d+1)$维带隙厄米特系统和$d$维点带隙非厄米特系统的拓扑分类之间的对应关系。我们说明了这个一般性的结果与一些例子在不同的维度。这项工作提供了一个新的视角在非厄米特系统的点间隙拓扑不变量。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Quadrupole Topological Insulator in Non-Hermitian Thermal Diffusion
量子化的体四极矩揭示了一个非平凡的边界态,表现出低维的拓扑边缘态,同时托管零维的间隙角模。到目前为止,拓扑热超材料的所有最先进的策略都未能观察到这种高阶分层特征,因为热扩散中量子化体四极矩的缺乏从根本上禁止了能带拓扑的可能扩展,这与光子学对应物不同。在这里,我们报告了一个配方,创造量化的散装四极矩扩散,并观察四极拓扑相在非厄米特热系统。实验表明,实值和虚值带都展示了批量,间隙边缘和间隙角落状态的层次特征,与仅在经典波场中实值带上观察到的高阶状态形成鲜明对比。我们的研究结果开辟了独特的可能性扩散操纵,并建立了一个未知的游乐场多极拓扑物理。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian bidirectional robust transport
开放系统中量子或经典波的输运受到非厄米项的强烈影响,这些非厄米项是由系统与环境相互作用的有效描述产生的。一个简单而典型的非厄米特输运的例子,最初是由波多野和纳尔逊在20年前提出的[N。波多野和D.R. Nelson,Phys. Rev. Lett. 77,570(1996)],是在虚矢量势存在下的一维紧束缚晶格上的量子粒子的跳跃动力学。虚规范场可以通过非厄米离域来防止安德森局域化,从而打开迁移率区域并实现对无序和后向散射免疫的鲁棒输运。与量子霍尔和拓扑绝缘体系统中拓扑保护边缘态的鲁棒传输一样,波多野-尼尔森模型中的非埃尔米特鲁棒传输是单向的。然而,没有任何物理障碍来观察稳健的双向非厄米传输。在这里,它表明,在准一维锯齿形晶格,与非厄米(虚)跳跃振幅和合成规范场,鲁棒的输运免疫后向散射可以发生双向沿晶格。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Anomalous Transport Induced by Non-Hermitian Anomalous Berry Connection in Non-Hermitian Systems
非厄米材料不仅可以表现出奇异的能量能带结构,而且还可以表现出由非厄米反常Berry连接引起的反常速度,这与Bloch电子的半经典运动方程所预言的一致。然而,目前还不清楚如何修改的半经典动力学修改输运现象。在这里,我们从理论上证明了由外部直流或交流电场驱动的异常振荡的出现,这产生于非厄米异常Berry连接。此外,众所周知,波函数的几何结构只会影响霍尔电导率。然而,我们惊讶地发现,一个非厄米反常Berry连接诱导的反常线性纵向电导率的散射时间无关。我们还显示了一个二阶非线性纵向电导率引起的非厄米反常Berry连接的出现,违反了一个众所周知的事实,它的缺席厄米系统的对称能谱。这些反常现象在一个具有大的非厄米反常Berry连接的伪厄米系统中得到了说明。最后,我们提出了一种实现光学系统反常振荡的实用方案。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Non-hermitian off-diagonal magnetic response of Dirac fermions
我们进行了比较研究的磁化动力学的线性响应理论的一维和二维的大质量狄拉克电子,无论是打开一个真实的(厄米)或虚构的(非厄米)磁场。而厄米特直流磁场在外部磁场的方向上抑制自旋,非厄米特磁场仅引起非对角响应。一个垂直于质量项的虚直流磁场只根据右手定则在第三方向上感应有限磁化。这可以通过分析自旋的非厄米运动方程来理解,它变得类似于交叉电场和磁场中的经典粒子。其中,自旋期望值、质量项和虚磁场分别扮演经典动量场、磁场和电场的角色。后两者产生垂直于它们的漂移速度,这引起直流自旋磁化率的非对角分量,类似于经典描述中霍尔效应的发展。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Generalized Quantum Geometric Tensor in a Non-Hermitian Exciton-Polariton System
本文回顾并提出了在非厄米激子-极化子系统中测量广义量子几何张量的实验方案,通过构建左本征态扩展了现有方法,并揭示了左、右本征态在定义非厄米能带几何与拓扑中的必要性。
2024-02-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-Hermitian superconducting diode effect
本研究在超导量子干涉器件中引入非厄米性,通过耦合约瑟夫森结至无隙电子库,实现了非厄米超导二极管效应,并分析了其直流与交流偏置下的特征。
2025-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian band topology in twisted bilayer graphene aligned with hexagonal boron nitride
Institute of Physics(物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Centre for Nanotechnology, IIT Roorkee(印度理工学院鲁尔基分校纳米技术研究中心)
本文基于 Bistritzer-MacDonald 模型,研究在非互易跃迁和 hBN 质量项下扭转双层石墨烯的非厄米拓扑性质,发现系统转变为非厄米谷霍尔绝缘体,且非厄米效应显著影响带宽、Dirac 点鲁棒性及拓扑相变。
2025-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Non-Hermitian Chern bands
量子霍尔绝缘体的手征边缘模与体陈数之间的关系是体-边界对应的一个典型例子。我们表明,手征边缘模式并不严格绑定到陈数定义的非厄米布洛赫哈密顿量。这种传统的体边界对应的故障源于本征态的非布洛赫波行为(非厄米集肤效应),这产生了明显的偏离布洛赫理论的相图。我们引入非布洛赫陈数,忠实地预测手征边缘模式的数量。该理论是支持开放边界的能谱,动力学,和相图的代表晶格模型。我们的研究结果突出了一个独特的功能,非厄米带,并建议一个非布洛赫框架来表征其拓扑结构。
2018-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.quant-gas
Non-Hermitian topological devices with Chern insulators
Leibniz Institute for Solid State and Materials Research, IFW Dresden(德累斯顿无机固体研究所);Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ct.qmat);Université Grenoble Alpes(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Spintec(自旋科学与技术中心);Laboratoire National des Champs Magnetiques Intenses LNCMI(强磁场国家实验室);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Department of Physics, TU Dresden(德累斯顿工业大学物理系)
本研究提出了一种基于非厄米特拓扑结构的新型量子电路,利用1D陈态互联实现更强的量化特性,适用于低温传感器和高精度测量。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian quasicrystalline topological insulators
本文研究了非对称跃迁对Ammann-Beenker准晶格中量子自旋霍尔和高阶拓扑绝缘体的影响,发现其可显著改变边缘态分布且角态在非厄米条件下保持鲁棒性,为准晶拓扑态调控提供理论指导。
2024-12-21 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian theory of valley excitons in two-dimensional semiconductors
该研究提出二维能谷激子的非厄米理论,揭示非厄米诱导的PT对称破缺产生反常能谷偏振激子态,大动量下对称性恢复且例外点处偏振方向平行,还预测了非零贝里曲率带来的拓扑激子霍尔输运。
2024-12-10 cond-mat.mes-hall
New applications of non-hermitian random matrices
我们讨论最近发现的正常随机矩阵的统计模型的一些重要的物理问题的斑图形成和量子霍尔效应的联系。具体而言,具有一般统计权重的正常矩阵模型的大$N$极限描述了薄平面单元中具有不同粘度的两种不可压缩流体之间的界面的动力学(Saffman-Taylor问题)。后者似乎是数学上等效的半经典的二维电子液滴在一个强的均匀磁场与本地化的磁性杂质(通量)的增长,随着电子数量的增加。通过将这两个问题与矩阵模型联系起来,最容易看出等价性。
2002-10-15 cond-mat.mes-hall hep-th
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