Giant self-driven exciton-Floquet signatures in time-resolved photoemission spectroscopy of MoS$_2$ from time-dependent GW approach
时间分辨角分辨光电子能谱(TR-ARPES)是一种单粒子光谱技术,可以探测动量空间中的激子(两粒子激发)。我们提出了一个从头算,时域GW方法TR-ARPES和单层MOS $_2$。我们发现,光激发激子可以测量和量化的卫星带,以及导致重整化的准粒子带。这些功能解释的激子Floquet现象引起的激子随时间变化的玻色子场,这是数量级强于激光场诱导的Floquet带在低维半导体。我们的发现为理解光场驱动材料的行为打开了一扇大门。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Higher-order Floquet topological phases with corner and bulk bound states
我们报告的理论发现和表征的高阶Floquet拓扑相位动态产生的周期性驱动系统与镜像对称性。我们证明了数值和分析,这些阶段支持低维Floquet束缚态,如角Floquet束缚态在一个二维系统的边缘的交叉点,由非平衡高阶拓扑结构诱导的周期性驱动器的保护。我们的特点高阶Floquet拓扑的批量Floquet哈密顿使用镜像分级Floquet拓扑不变量。这使得一类新的高阶“异常”Floquet拓扑相位的表征,其中开放系统主机Floquet绑定状态的角落具有相同的驱动器,以及与两倍的周期。此外,我们表明,散装涡结构可以动态产生的驱动器,是空间不均匀的。我们表明,这些散装涡可以主机多个Floquet束缚态。这种“搅拌驱动协议”利用了高阶拓扑结构和先前研究的分数电荷,散装拓扑缺陷之间的连接。我们的工作建立了Floquet工程的高阶拓扑相位和体缺陷超出平衡分类,并提供了一个多功能的工具,动态生成和控制拓扑保护Floquet角落和批量绑定状态。
2019-07-26 cond-mat.mes-hall
Systematic generation of the cascade of anomalous dynamical first and higher-order modes in Floquet topological insulators
在对二维Floquet二阶拓扑绝缘体(FSOTI)进行深入研究的基础上,本文提出了两种驱动方案来系统地设计三维Floquet一阶拓扑绝缘体(FSOTI)和Floquet三阶拓扑绝缘体的结构.我们的驱动协议允许这些Floquet阶段展示定期$0$,异常$π$,和混合$0$ - $π$ -模式在一个统一的相图,获得了二维和三维系统,同时从较低的拓扑或非拓扑阶段。无论是步进驱动器和质量踢协议表现出类似的结构的演化算子周围的高对称点。这些最终使我们能够解析地理解Floquet相图,并基于有限尺寸系统数值地理解Floquet高阶模式。$0$和$π$ -模式的数量可以被调谐,而不管步进驱动方案中的频率如何,同时我们观察到质量反冲协议的频率驱动拓扑相变。我们拓扑特征的一些这些高阶Floquet阶段(窝藏$0$或异常$π$模式)适当的拓扑不变量在二维和三维的情况下。
2022-03-17 cond-mat.mes-hall
Floquet Second-Order Topological Superconductor Driven via Ferromagnetic Resonance
我们考虑一个Floquet三层设置组成的二维电子气与自旋轨道相互作用,接近耦合到一个s波超导体和铁磁共振驱动。铁磁层产生时间振荡的塞曼场,该塞曼场与感应的超导能隙竞争并导致拓扑相变。由此产生的Floquet状态支持一个二阶拓扑超导相位与一对本地化的零能量Floquet Majorana角状态。此外,相图包括Floquet螺旋拓扑超导体,托管的Kramers对马约拉纳边缘模式的保护,有效的时间反演对称性,以及一个无间隙的Floquet Weyl相。拓扑相位是稳定的,对无序和参数的变化,并在实验范围内。
2019-05-22 cond-mat.mes-hall
Linear Response Theory and Optical Conductivity of Floquet Topological Insulators
出于对Floquet拓扑绝缘体的动力学探针的探索,我们建立了周期驱动系统的线性响应理论。我们通过给出Floquet系统的光学电导率的一般表达式来说明这种形式主义的应用,包括其零差和外差分量以及其他。我们获得了特定驱动模型的Floquet光学电导率,包括二维Dirac材料,如拓扑绝缘体表面,石墨烯,Haldron模型,以及由交流电势驱动的半导体量子阱。我们得到近似的解析表达式,并进行数值精确计算的Floquet光学电导率在不同的情况下的Floquet频带的占领,特别是对角Floquet分布和淬火后获得的分布。我们评论实验签名和检测Floquet拓扑相位使用光学探针。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Three dimensional two-band Floquet topological insulator with $Z_2$ index
提出了一类三维双带Floquet拓扑绝缘体,它是由二维Floquet拓扑绝缘体和$Z$拓扑指数构成的.结果表明,三维双带Floquet拓扑绝缘体具有一个$Z_2$拓扑指数,其值可以通过数值计算或通过使用与绕组数的关系获得。然而,三维$Z_2$ Floquet拓扑绝缘体的分类不能归因于稳定同伦群。因此,它是Floquet拓扑绝缘体的K理论分类之外的一个例子。我们还分析了三维$Z_2$ Floquet拓扑绝缘体的边模,发现边模个数的奇偶性反映了体$Z_2$指数.
2019-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Floquet topological insulator phase in a Weyl semimetal thin film with disorder
研究了周期场和无序度对Weyl半金属薄膜拓扑性质的影响。这两个周期场,即,分别讨论了周期磁场和椭圆偏振光的情况。利用Floquet理论,我们发现这两种周期驱动都能共振诱导从正常绝缘体(NI)相到Floquet拓扑绝缘体(FTI)相的拓扑跃迁. Floquet拓扑变换的特征是Chern数的变化。此外,我们表明,Floquet拓扑跃迁可以解释的量子阱近似和旋转波近似的组合。在周期场作用下的无序Weyl半金属薄膜模型中,计算了表征拓扑相的Bott指数。发现FTI相位对弱无序是稳健的,而对强无序强度是崩溃的。有趣的是,我们发现,无序也可以诱导从拓扑平凡相到FTI相的拓扑转变,建立Floquet拓扑安德森绝缘体(FTAI)相。最后,基于玻恩近似的有效介质理论进一步证实了数值结果。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
PT Symmetric Floquet Topological Phase
本文研究了PT对称非厄米哈密顿算子的Floquet拓扑绝缘体的存在性。考虑一维波导阵列中周期性变化的非厄米特势,并预言了系统中Floquet拓扑绝缘体的存在。我们还将Floquet拓扑相位的概念推广到二维非厄米特系统。
2015-07-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Hall network models as Floquet topological insulators
平衡整数量子霍尔(IQH)跃迁的网络模型描述的酉散射矩阵,也可以被视为代表非平衡Floquet系统。由此产生的Floquet带具有零Chern数,而是由手性Floquet(CF)缠绕数表征。这就引出了一个问题:没有陈数的模型如何描述IQH系统?我们解决了这个明显的悖论,通过网络模型散射参数的能量依赖性,从网络模型中恢复非零陈数。这种关系表明,尽管它们的拓扑不同的起源,IQH和CF拓扑变化的过渡共享相同的通用标度特性。
2020-05-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Cutting off the non-Hermitian boundary from an anomalous Floquet topological insulator
在二维反常Floquet绝缘体中,非厄米边界态工程可以用来将手征边界态与准能谱中的体能带完全分离。这种光谱分离的边界态的拓扑性质不再受严格的体积边界对应的厄米系统。我们表明,这种额外的拓扑自由度,使人们能够忠实地转移的拓扑性质的边界附加到一个Floquet绝缘体的非厄米特Floquet链通过物理切断边界从散装。我们实现这种情况下的一个简单的模型,一个异常的Floquet绝缘体厄米和非厄米边界,并讨论我们的建设的相关性,实验实现非厄米拓扑相连接的维度1和2。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall
Counter-propagating edge states in Floquet topological insulating phases
非平衡Floquet拓扑相位,由于周期性的驱动是已知的,表现出丰富和有趣的功能,没有静态的类似物。各种已知的拓扑不变量通常被用来描述静态拓扑系统,但往往不能完全描述Floquet拓扑相。这一事实激发了对Floquet拓扑相的广泛研究,以更好地理解非平衡拓扑相并探索其可能的应用。在这里,我们提出了一个理论上简单的Floquet拓扑绝缘系统,可以拥有任意数量的反向传播手征边缘状态。对我们系统的进一步研究揭示了另一个相关的功能,通过调整相同的系统参数,即出现几乎平坦(无色散)的边缘模式。特别是,我们采用两端电导和动力学缠绕数来表征反向传播的手征边缘态。我们进一步证明了这种边缘状态对对称性保持无序的鲁棒性。最后,我们确定了一个新兴的手征对称性在某些子制度的布里渊区,可以解释几乎平坦的边缘模式的存在。我们的结果揭示了Floquet拓扑物质中更有趣的可能性。
2020-06-10 cond-mat.mes-hall
Effective Theory of Floquet Topological Transitions
我们发展了Floquet拓扑绝缘体中的拓扑跃迁理论,使用石墨烯在圆偏振光的照射下作为具体实现。我们证明了这样的过渡在静态系统中,即金属散装运输与导电性的顺序$e^2/h$的一个标志性的签名,基本上抑制在一些Floquet拓扑转换的清洁系统。我们确定这种抑制的条件分析,并确认我们的结果在数值模拟。值得注意的是,引入无序极大地增强了这种传输的几个数量级。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall
Anomalous Floquet-Anderson Insulator with Quasiperiodic Temporal Noise
时间周期(Floquet)驱动可以产生新的对称性破缺和拓扑相的物质。最近,我们发现,一个典型的Floquet拓扑相位称为异常Floquet-Anderson绝缘体是稳定的噪声的时序Floquet驱动器。在这里,我们扰动异常Floquet-Anderson绝缘体在一个单一的不相称的频率,导致准周期性的2音驱动。我们的数值计算表明,一个强大的拓扑相位生存在弱噪声与拓扑泵,比白噪声的情况下更稳定。在拓扑阶段,我们表明,粒子移动subdiffusively,这是直接负责稳定拓扑运输。令人惊讶的是,我们发现,当准周期噪声是足够强的杀死拓扑结构,系统似乎表现出扩散动力学,这表明相关结构的准周期噪声变得无关紧要。
2022-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Floquet topological phases with fourfold-degenerate edge modes in a driven spin-1/2 Creutz ladder
Floquet工程的优点是通过简单的驱动协议产生具有大拓扑不变量和许多边缘状态的新相位。在这项工作中,我们提出了一种方法来获得Floquet边缘态的四重简并和偶数整数拓扑特征的自旋Creutz阶梯模型,这是在目前的实验中可实现的。将梯形置于周期性猝灭下,我们发现系统中存在丰富的Floquet拓扑相,属于CII对称类。每一个相位都由一对偶整数拓扑不变量$(w_{0},w_π) \in 2\mathbb{Z} \times 2 \mathbb{Z}$来表征,它们可以随驱动参数的增加而取任意大的值。在开边界条件下,我们进一步得到了系统中准能量为零和$π$的拓扑边缘态的多重四重态。它们的数目由体拓扑不变量$(w_{0},w_π)$决定,这是由于体-边对应。最后,我们提出了一种方法来动态探测Floquet拓扑相位在我们的系统通过测量广义平均手征位移。我们的研究结果丰富了Floquet拓扑物质族,并提出了对它们拓扑性质的检测。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall
Chiral 1D Floquet topological insulators beyond rotating wave approximation
我们研究了一维Floquet拓扑绝缘体的手征对称性,超越了标准的旋转波近似。Floquet复制品之间的许多反交叉的发生导致具有稳定拓扑边缘状态(TES)的相图区域的急剧扩展。我们提出了一个明确的建设的所有TES在截断Floquet哈密顿在频率空间中,证明了散装边界对应,并分析了稳定性的TES在其本地化长度。我们提出了我们的预测在弯曲的双层石墨烯的实验测试。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall
Four-dimensional Floquet topological insulator with an emergent second Chern number
该研究针对高维时间周期驱动诱导的Floquet拓扑绝缘体研究空白,探究两种时间周期驱动下四维普通绝缘体的共振准能隙拓扑相变,发现驱动可使其转为具涌现第二陈数的四维Floquet拓扑绝缘体,且拓扑相可通过驱动参数调控。
2024-03-08 cond-mat.mes-hall
Dephasing of Strong-Field-Driven Floquet States Revealed by Time- and Spectrum-Resolved Quantum-Path Interferometry
该研究利用时间和光谱分辨量子路径干涉术揭示太赫兹驱动激子在阈值场强以上因解离而快速退相,同时证明强场修饰激子仍可保持长相干时间。
2024-01-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological singularities and the general classification of Floquet-Bloch systems
最近的工作表明,Floquet-Bloch带的磁驱动系统具有更丰富的拓扑结构比他们的非驱动同行。在驱动的情况下,额外的结构产生于准能量的周期性,准能量是定义了一个周期驱动系统的频谱的类能量量。在这里,我们开发了一个新的范式的Floquet-Bloch频带的拓扑分类,在整个一个驱动周期的驱动系统的演化算子的时间依赖性的频谱的基础上。具体来说,我们表明,这个频谱可能会主机拓扑保护退化在中间的时间,控制拓扑的Floquet频带的完整的驾驶周期。这种方法提供了一个自然的框架,将对称性的作用,使Floquet-Bloch带的统一和完整的分类,并产生新的洞察区分驱动和非驱动系统的拓扑特征。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall
Simulating Floquet topological phases in static systems
我们表明,从静态的,高阶拓扑绝缘体(HOTI)的边界散射可以用来模拟(时间周期)Floquet拓扑绝缘体的行为。我们考虑D-维HOTI与无隙角状态,弱探测外波的散射设置。我们发现,酉反射矩阵描述从HOTI的边界的后向散射是拓扑等价的(D-1)维非平凡Floquet算子。为了表征反射矩阵的拓扑结构,我们引入了“嵌套”散射矩阵的概念。我们的研究结果提供了一个路线,工程师拓扑Floquet系统在实验室中,而不需要外部驱动。作为优点,拓扑系统不受退相干和加热的影响。
2021-02-08 cond-mat.mes-hall
Five-dimensional Floquet topological semimetals with emergent Yang monopoles and linked Weyl surfaces
本文研究时间周期驱动下的五维普通绝缘体,揭示其可转变为含 Yang 磁单极子或相连 Weyl 面的 Floquet 拓扑半金属,并在强驱动下成为 Floquet Chern 绝缘体。
2025-01-07 cond-mat.mes-hall
Floquet Topological Polaritons in Semiconductor Microcavities
我们提出并模拟了半导体微腔中的Floquet拓扑极化激元,利用频率失谐相干场的干涉来提供一个时间周期势。对于任意弱场强,其中Floquet频率大于系统的相关带宽,得到了一个陈氏绝缘体。随着场强的增加,观察到拓扑相变与不成对的狄拉克锥宣布异常Floquet拓扑绝缘体。当相关带宽进一步增加时,在第二临界点处观察到一种奇异的具有平带的Chern绝缘体,并且具有不成对的Dirac锥。考虑到极化激元自旋自由度,我们发现场极化的选择允许相反极化的极化激元在手征边缘态中同向传播或反向传播。
2018-05-02 cond-mat.mes-hall
Topological origin of quantized transport in non-Hermitian Floquet chains
我们表明,非厄米性使拓扑相位与单向运输一维Floquet链。这些相位的拓扑特征是Floquet传播子的频谱中的不可收缩的环路,其由虚间隙分开。这样的循环只发生在非厄米特Floquet系统。我们定义相应的拓扑不变量作为Floquet传播子相对于虚间隙的缠绕数。为了将拓扑与运输联系起来,我们引入了非厄米特链的正则化动力学的概念。我们建立,在正则化动力学的条件下,运输是量子化的,只要在一个周期内转移的电荷等于拓扑缠绕数。我们说明了这些理论研究结果的一个Floquet链,具有拓扑相变,并作为一个电荷泵在非平凡的拓扑阶段的例子。最后,我们将讨论这些发现是否证明非厄米Floquet链支持拓扑运输的概念。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological Signatures in Quantum Transport in Anomalous Floquet-Anderson Insulators
拓扑态需要扩展的体态的存在,如通常在能带和拓扑态桥接体隙的图片中发现的。但在驱动系统中,这是可以绕过的,并且可以得到拓扑态与完全定域的体态共存,就像反常的Floquet-Anderson绝缘体一样。在这里,我们展示了这种特殊的拓扑相的传输特性和它们对无序强度,几何配置(两端和多端设置)和驱动协议的细节的依赖的指纹。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall
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
Anomalous Floquet topological crystalline insulators
周期性驱动的系统可以托管所谓的异常拓扑相,其中受保护的边界状态与拓扑平凡的Floquet体带共存。我们介绍了一个异常版本的反射对称保护拓扑晶体绝缘体,作为一个堆栈的弱耦合二维层。该系统具有可调谐的和强大的表面狄拉克锥,即使镜像陈数的Floquet散装带消失。表面狄拉克锥的数目由一个新的拓扑不变量给出,该拓扑不变量由系统的散射矩阵确定。此外,我们发现,由于粒子-空穴对称性,表面布里渊区中的狄拉克锥的位置由一个额外的不变量控制,计算在高对称点存在的模式的奇偶校验。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall
Dissipative Floquet Majorana modes in proximity-induced topological superconductors
我们研究了一个现实的Floquet拓扑超导体,一个周期性驱动的纳米线接近平衡的s波超导体。由于超导邻近效应引起的能量和密度波动,Floquet Majorana线变得耗散。结果表明,在这个耗散系统中,Floquet能带结构仍然保持不变。特别是,我们发现,Floquet马约拉纳零和π模式不能再简单地描述Floquet拓扑带理论。我们还提出了一个有效的模型来简化这些Floquet Majoranas的寿命的计算,并发现寿命可以工程的外部驱动场。
2021-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Electric Circuit Simulation of Floquet Topological Insulators
本文提出用LC电路在傅里叶空间模拟时间周期紧束缚哈密顿量,将Floquet维度映射为额外空间维度,并通过两点阻抗测量探测拓扑边缘态,为电路平台探索和调控Floquet拓扑相提供了新方法。
2023-08-18 cond-mat.mes-hall
Floquet topological phases protected by time glide symmetry
我们研究Floquet拓扑相位周期性驱动的系统,由“时间滑移对称性”,反射和半时间周期平移相结合的保护。时间滑移对称性是滑移对称性的模拟,其中部分时间平移取代部分空间平移,因此,是一种内在的动力学对称性,可以通过利用驱动的可控性在周期性驱动的系统中设计。我们提出了二维和三维的时间滑移对称Floquet拓扑绝缘体的晶格模型。由半周期时间演化算子和时间滑移算子导出了表征这些Floquet拓扑相的拓扑数。此外,我们分类Floquet拓扑相位保护的时间滑移对称性,在一般的尺寸使用Clifford代数方法。得到的分类表是类似的拓扑晶体绝缘体的静态反射对称性保护,但显示在不同的对称性组合的非平凡条目,这阐明了时间滑移对称Floquet拓扑相位是一组不同的拓扑相位从拓扑晶体绝缘体。我们还分类Floquet拓扑相位与“时间螺旋对称性”,定义为一个两重的空间旋转伴随着半周期的时间平移。
2017-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective response theory for Floquet topological systems
提出了一种有效场论方法来研究具有对称群$G$的Floquet系统的拓扑响应.这是通过在Schwinger-Keldysh形式主义中引入背景$G$规范场来实现的,它适用于远离平衡的系统。我们进行了这个程序的手性拓扑Floquet系统(反常Floquet-Anderson绝缘体)在两个空间维,和拓扑Floquet幺正的群上同调模型。这些反应动作作为拓扑Floquet酉的多体拓扑不变量。有效的行动方法也使我们提出了新的拓扑响应函数。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Topological defects in Floquet systems: Anomalous chiral modes and topological invariant
后向散射免疫手征模沿三维材料中的某些线缺陷出现。本文研究了Floquet拓扑缺陷上的Floquet手征模,即缺陷完全来自周期驱动的空间调制。我们定义了一个精确的拓扑不变量,计数的Floquet手征模式,这是表示为一个由$(k_x,k_y,k_z,θ,t)$参数化的五维环面上的积分的数量。这项工作证明了通过调制驱动在三维块体材料中产生手性模式的可能性。我们希望这将刺激进一步的研究Floquet拓扑缺陷。
2017-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Floquet topological phase in a generalized PT-symmetric lattice
我们考虑一个驱动的,非厄米推广的Aubry-Andre-Harper(AAH)模型。我们表明,周期性驱动的引入使我们能够获得完全真实的quasienergy谱的配置,相应的静态系统具有复杂的能量本征值的任何非厄米度。我们说明了如何广义宇称时间(PT)对称性可以应用在Floquet形式主义,并表明我们的模型的完全真实的准能谱对应于一个完整的对称性。该模型表现出Floquet拓扑相,在非厄米特势中很少有这样的例子。
2020-09-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous Floquet Chiral Topological Superconductivity in a Topological Insulator Sandwich Structure
我们证明了Floquet手征拓扑超导性在磁性拓扑绝缘体-超导体三明治结构的约瑟夫森结中自然产生。约瑟夫森相位调制与施加的偏置电压在整个结驱动系统到反常Floquet手征拓扑超导体托管手征马约拉纳边缘模式的准能谱,与散装Floquet带进行零陈数。偏置电压作为一个调谐参数,使新的动力学拓扑量子相变驱动系统到无数的异国情调的马约拉纳携带Floquet拓扑超导相。我们的理论建立了一个新的范式实现Floquet手征拓扑超导性的固态系统,这应该是实验上直接访问。
2020-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Entanglement spectrum and entropy in Floquet topological matter
纠缠是量子系统最基本的特征之一。本文得到了Floquet非相互作用费米子晶格模型的纠缠谱和熵,并将它们与Floquet拓扑相联系起来。引入拓扑缠绕和陈数来表征纠缠谱和本征模。进一步建立了周期边界条件下纠缠哈密顿量的谱和拓扑与开边界条件下拓扑边态的谱和拓扑之间的对应关系。该理论适用于Floquet拓扑绝缘体在不同的对称类和空间维度。因此,我们的工作提供了一个有用的框架,在Floquet拓扑物质的丰富的纠缠模式的研究。
2022-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Scattering matrix invariants of Floquet topological insulators
类似于静态系统,周期性驱动系统可以承载各种拓扑非平凡阶段。与静态哈密顿的情况下,散装Floquet带的拓扑指数可能无法描述的边缘状态的存在和鲁棒性,促使寻找新的不变量。本文利用散射理论,给出了驱动系统中拓扑相及其不变量的统一描述。我们表明,散射矩阵不变量正确描述的拓扑相位,即使所有散装Floquet带是平凡的。此外,我们使用散射理论来引入和分析新的周期性驱动的相位,如弱拓扑Floquet绝缘体,其中不变量是以前未知的。我们强调了它们与静态系统的一些相似之处,包括对无序的鲁棒性,以及驱动系统所特有的一些特征,表明弱相可能会被破坏平移对称性而不是在空间中,而是在时间中。
2016-01-14 cond-mat.mes-hall
Floquet-Weyl and Floquet-topological-insulator phases in a stacked two-dimensional ring-network lattice
我们展示了Floquet-Weyl和Floquet-topological-insulator阶段的存在下,在一个堆叠的二维环网络晶格。在Weyl相的准能谱中,清晰地显示了三维布里渊区和费米弧表面态的Weyl点。此外,手性表面态共存于该相中。Floquet拓扑绝缘体相的特征在于半无限系统的反射矩阵中的缠绕数为2,并且在体的准能隙中产生两个无隙表面态。在环间跳跃S-矩阵的双参数空间中导出了系统的相图。我们还讨论了一个可能的光学实现系统连同引入的合成规范场。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Floquet Phases in Driven Coupled Rashba Nanowires
我们考虑的弱耦合导线与传导和价带的Rashba型的驱动阵列,并研究由此产生的Floquet状态。这种非平衡系统可以被调谐到非平凡的阶段,如拓扑绝缘体,外尔半金属,和无色散的零能量边缘模式制度。在强的电子-电子相互作用的存在下,我们推广这些制度的分数的情况下,其中基本激发具有分数电荷$e/m$与$m$是一个奇数。
2015-10-13 cond-mat.mes-hall
Dynamical Singularities of Floquet Higher-Order Topological Insulators
我们提出了一个通用的框架,动态生成Floquet高阶拓扑绝缘体的多步驱动拓扑平凡的哈密顿。两个解析可解的例子来说明这个过程,以产生Floquet四极和八极绝缘体与零和/或$π$角模保护镜对称性。此外,我们从全么正返回映射中引入动力学拓扑不变量,并证明其相带包含Weyl奇点,其拓扑荷在布里渊区形成动力学多极矩。将它们与Floquet哈密顿算子的拓扑指数相结合,得到了一对$\mathbb{Z}_2$不变量$ν_0$和$ν_π$,它们充分刻画了高阶拓扑,并预测了零角模和$π$角模的出现.我们的工作建立了一个系统的路线来构建和表征Floquet高阶拓扑相位。
2020-02-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Coupled-wire construction of static and Floquet second-order topological insulators
二阶拓扑绝缘体(SOTI)在其铰链或拐角处表现出受保护的无隙边界态。在本文中,我们提出了一种通用的方法来构建SOTI的静态和Floquet系统耦合一维拓扑绝缘体线沿第二维通过二聚跳跃振幅。这样的SOTI的哈密顿承认一个克罗内克和结构,使得它有可能获得其功能,通过分析两个组成一维晶格哈密顿定义分别在两个正交的维度。由此产生的拓扑角态不依赖于任何微妙的空间对称性,但仅由系统的手征对称性保护。我们进一步利用我们的想法来构造Floquet SOTI,其拓扑角态的数量是任意可调的通过改变系统的跳跃幅度。最后,我们提出了检测拓扑不变量的静态和Floquet SOTI构建我们的方法在实验中通过测量波包的平均手征位移。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Floquet topological superconductors with many Majorana edge modes: topological invariants, entanglement spectrum and bulk-edge correspondence
本研究在周期驱动的Kitaev链中发现具有大拓扑不变量和多个马约拉纳边缘模的Floquet超导相,通过拓扑绕数和纠缠熵统一描述其相图与体边对应,揭示周期驱动带来的丰富拓扑相。
2023-09-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
Floquet topological transitions in a driven one-dimensional topological insulator
聚乙炔的Su-Schrieffer-Heeger模型是一个具有非平凡边缘态的典范哈密顿量。通过使用Floquet理论,我们研究了这种一维拓扑绝缘体的光谱如何受到随时间变化的势的影响。特别是,我们的证据之间的竞争不同的光子辅助过程和未扰动的哈密顿的本地拓扑结构,以解决在不同的驱动频率所产生的拓扑结构。虽然准能谱的一些区域发展新的间隙托管Floquet边缘状态,本机间隙可以显着减少和原始的边缘状态可能会被破坏或取代新的Floquet边缘状态。我们的研究是补充Zak相位应用于Floquet波段的分析。除了作为一个简单的例子来理解驱动拓扑相的物理,我们的结果可以找到一个有前途的测试地面冷物质实验。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Transport signatures of a Floquet topological transition at the helical edge
二维拓扑绝缘体螺旋边缘态的调控对于技术应用的发展至关重要。最近,一个重要的一步,即实验实现了螺旋边缘之间的量子点接触,已经完成。我们从理论上预测,这样的量子点接触,在存在一个时间周期性的外加电场,其特征在于在Floquet频谱的拓扑量子相变。此外,我们还证明了通过裸电导测量来检测这种动态拓扑量子相变是可能的。
2020-07-27 cond-mat.mes-hall
Interacting Floquet topological magnons in laser-irradiated Heisenberg honeycomb ferromagnets
本研究针对含Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的激光辐照海森堡蜂窝铁磁体,揭示了弗洛凯磁振子多体相互作用可引发温度驱动拓扑相变,以热霍尔效应为检测特征,突破线性自旋波理论局限并基于CrX3给出数值结果。
2023-12-12 cond-mat.mes-hall
Quantum geometry and geometric entanglement entropy of one-dimensional Floquet topological matter
本研究探究一维周期驱动Floquet拓扑态的量子几何与几何纠缠熵,发现其量子度规在相变点非解析,纠缠熵在远离相变点呈面积律、相变点呈对数标度,阐明了其几何起源并提供拓扑相变的信息论表征方法。
2024-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech quant-ph
Dynamical characterization of non-Hermitian Floquet topological phases in one-dimension
近年来,静态和周期驱动系统中的非厄米拓扑相引起了人们的极大关注。寻找这些奇异相的动力学探针对于它们的拓扑性质的探测和应用具有重要意义。在这项工作中,我们提出了一个系统的方法来动态表征非厄米特Floquet拓扑相位在一维手征对称性。我们证明了手征对称Floquet系统的拓扑不变量可以通过测量其时间平均自旋织构的缠绕角来完全确定。我们进一步的目的是分段淬火晶格模型与丰富的非厄米特Floquet拓扑相位,我们的理论预测的数值证明,并与另一种方法相比,利用平均手征位移的波包。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Unified theory to characterize Floquet topological phases by quench dynamics
传统的周期驱动系统的表征通常需要Floquet频带以外的时域信息,因此缺乏通用的Floquet拓扑不变量的直接测量方案。在这里,我们提出了一个统一的量子猝灭的基础上的理论来表征通用的$d$维($d$ D)Floquet拓扑相位,其中的拓扑不变量构造的静态Floquet带只有最小的信息。对于一个初始静态平凡的$d$ D相位,通过突然开启周期驱动引入了猝灭动力学,并证明了猝灭动力学在Floquet带交叉的($d-1$)D动量子空间中表现出突现的拓扑模式,由此可直接得到Floquet拓扑不变量.这种预测提供了一个简单而统一的表征,其中不仅可以提取常规和异常Floquet边界模式的数量,而且还可以识别相带中的拓扑保护奇异性。的应用程序说明与冷原子实验中很容易访问的一维和二维模型。我们的研究开辟了一个新的框架Floquet拓扑相位的表征。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Multiterminal Conductance of a Floquet Topological Insulator
本文报道了用Floquet散射理论模拟Floquet拓扑绝缘体的直流电导和量子霍尔响应。我们的研究结果表明,激光诱导的边缘状态在石墨烯导致量子霍尔平台一旦与非照明引线的不完美匹配减少。但霍尔平台的大小并不像通常那样与给定能量下所有边缘态的数量和手性直接相关。相反,平台只占主导地位的边缘状态增加到直流态密度。因此,Floquet拓扑绝缘体的直流量子霍尔电导与整个Floquet带的拓扑不变量没有直接联系。
2014-09-08 cond-mat.mes-hall quant-ph
Universal fluctuations of Floquet topological invariants at low frequencies
我们研究低频动力学的周期性驱动的一维系统托管Floquet拓扑相位。我们表明,无论是分析和数值计算,在低频极限$Ω\to0$,拓扑不变量的手征对称驱动系统表现出普遍的波动。虽然拓扑不变量在这个限制几乎消失平均在一个小范围的频率,我们发现,他们遵循一个普遍的高斯分布的宽度,规模为$1/\sqrtΩ$。我们解释这种缩放的基础上的扩散结构的Floquet-Bloch演化运营商在低频率的缠绕数。我们还发现最大准能隙仍然是有限的,并且标度为$Ω^2$。因此,我们认为,绝热极限的Floquet拓扑绝缘体是高度结构化的,与普遍的波动持续到非常低的频率。
2018-05-08 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Floquet topological superconductors with multiple Majorana edge modes
Majorana边模是拓扑量子计算的候选基元。在这项工作中,我们的目的Floquet工程方法产生任意多个非厄米马约拉纳零和$π$模式的边缘的一维拓扑超导体。研究了具有周期性超导对的Kitaev链,发现了丰富的非厄米特Floquet拓扑超导相,这些超导相是由驱动和非厄米特效应的相互作用引起的.每个相的特征在于一对拓扑绕组数,由于所施加的驱动场,其原则上可以取任意大的整数值。在开边界条件下,这些缠绕数还预测了准能量为零和$π$的退化Majorana边缘模式的数量。因此,我们的研究结果扩大了家庭的Floquet拓扑相位在非厄米特设置,在实现环境鲁棒性Floquet拓扑量子计算的潜在应用。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photon-resolved Floquet theory I: Full-Counting statistics of the driving field in Floquet systems
本文研究了光子分辨 Floquet 理论在半经典区间的标度性质,利用矩母函数定义的歧义建立了描述驱动量子系统退相干动力学的 Kraus 算符简单表达式,为改进量子传感方法铺平了道路。
2024-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Symmetry Analysis of Anomalous Floquet Topological Phases
非平衡态拓扑物质的拓扑表征是高度非平凡的,因为为平衡态拓扑相设计的熟悉方法可能不适用。在晶体对称性的存在下,Floquet拓扑绝缘体态不能通过布里渊区中高对称点处的一组对称本征值容易地与正常绝缘体区分开。这项工作提倡一种物理动机,易于实现的方法,以提高对称性分析,区分各种Floquet拓扑相位。以一个二维反演对称的非对称驱动系统为例,证明了一阶和二阶反常Floquet拓扑态的对称性本征值与正常原子绝缘体的对称性本征值相同.然而,拓扑状态可以区分彼此和正常绝缘体通过检查其微观动力学中的稳定对称反转点的发生。分析指出了一个简单的图片,了解拓扑边界状态可以共存的异常Floquet拓扑相位与本地化的体状态。
2021-03-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
The transport properties of Floquet topological superconductors at the transition from the topological phase to the Anderson localized phase
Floquet拓扑超导态是一种含有Majorana费米子的非平衡时间周期态。我们利用具有时间周期无公度势的Kitaev模型研究了它的输运性质,随着驱动强度的增加,该模型经历了从Floquet拓扑超导相到Anderson局域相的相变.我们研究了电流的实时动态和过渡时隧穿电导的非解析行为。特别是,我们发现,隧道电导不断变化的过渡,是一个有限的值在Floquet马约拉纳费米子的存在下,但下降到零的马约拉纳费米子消失。对于一个特殊的参数选择,马约拉纳费米子复苏在较大的驱动强度,伴随着电导的复苏。
2014-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase transition in commensurate multi-frequency Floquet Su-Schrieffer-Heeger model
本文研究了双周期源驱动的共频多频Floquet Su-Schrieffer-Heeger模型,通过引入多频耦合实现新奇拓扑相,并提出通过调节幅度混合驱动拓扑相变,利用局部Chern标记模拟相图。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of topological metal states and hybridization of edge states with bulk states in dimerized two-leg ladders
我们考虑非对称和对称的二聚双腿梯,每个晶胞由四个不同的晶格点组成,由圆偏振光照射。在不对称二聚梯子的情况下,梯级不垂直于梯子的腿,而梯级垂直于对称梯子的腿。利用Floquet理论,我们得到了一个有效的哈密顿量来研究系统的拓扑性质.根据二聚化强度和驱动幅度,它表明,拓扑保护的边缘状态不仅表现为导带和价带之间的间隙内的零能带,但也作为有限能量的弯曲带内的子带的间隙。后者可以渗透到体态,并与体态杂化,在不对称梯形的情况下,显示出具有离域边缘态的杂化Floquet拓扑金属相。然而,在对称阶梯,有限能量的边缘状态,而保持本地化可以共存的扩展体状态表现Floquet拓扑金属相。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall