反常非互易拓扑网络：强于陈绝缘体
介观与纳米尺度物理
2021-03-24 v1 应用物理
摘要
对无序与缺陷的鲁棒性是拓扑系统的关键优势，体现为量子霍尔与自旋霍尔效应中电子背向散射的缺失，以及其经典类比中的单向波导。二维（2D）拓扑绝缘体尤其因与现代电子与光子学制造技术兼容的紧凑平面几何，而在众多领域提供了前所未有的机遇。在所有 2D 拓扑相中，陈绝缘体迄今因通过破缺时间反演对称性而获得的非互易边缘模的真正背向散射免疫，成为最可靠的设计。然而，此类对制造公差的抵抗仅限于与其带隙同数量级的涨落，使其仅对小扰动具有韧性。在此，我们通过引入反常非互易拓扑网络的概念来解决这一棘手问题，其可在强度任意大于带隙的无序水平下存活。我们探讨了由相位链路连接的酉三端口散射矩阵构成的系统中获得此种不寻常效应的一般条件，并确立了反常边缘模相对于陈边缘模对任意大值相位链路无序的优越鲁棒性。我们通过实验确认了反常相的非凡韧性，并通过对任意形状与多端口构建理想反常拓扑环行器演示了其运作。我们的结果为在 2D 衬底上实现高效、任意平面能量传输的波器件铺平了道路，使其对大制造缺陷或瑕疵具有完全保护。
引用
@article{arxiv.2103.12689,
title = {Anomalous nonreciprocal topological networks: stronger than Chern insulators},
author = {Zhe Zhang and Pierre Delplace and Romain Fleury},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.12689},
year = {2021}
}