非线性系统的布洛赫能带结构与线性响应理论

我们研究布洛赫能带并为非线性系统发展线性响应理论，其中拓扑参数与非线性之间的相互作用导致了新的能带结构。所考虑的非线性系统由具有克尔型非线性的 Qi-Wu-Zhang 模型描述，可视为陈绝缘体的非线性版本。我们探究哈密顿量的本征能量，讨论其布洛赫能带结构以及能隙闭合条件。发现了基态布洛赫能带中的锥结构以及激发布洛赫能带中的管状结构。我们还数值计算了非线性陈绝缘体对外场的线性响应，发现这些新能带结构破坏了绝热演化条件并使线性响应不被量子化。该响应特征可通过考察非线性系统的动力学来理解。