磁场中有质量Dirac费米子的边界阻塞拓扑相
介观与纳米尺度物理
2020-10-12 v3
摘要
已知在一些高阶拓扑绝缘体（HOTIs）中，拓扑相不是由体态的能隙闭合区分，而是由边缘态的能隙闭合区分，这被称为边界阻塞拓扑相（BOTPs）。本文中，我们构建了均匀磁场中二维（2D）Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型BOTP转变的有效理论。在每个元胞π磁通时，该模型对应于Benalcazar、Bernevig和Hughes（BBH）提出的HOTI典型模型。BBH模型可由具有两类质量项的Dirac费米子近似，称之为BBH Dirac绝缘体。为阐明π磁通附近2D SSH模型的BOTP转变，我们研究了磁场中的此类BBH Dirac绝缘体。另一方面，在连续Dirac模型中，通常已知与哈密顿量厄米性相关的边界条件在决定边缘态中起关键作用。我们首先证明，对于具有单一质量项的传统Dirac费米子，即便在磁场中，此类边界条件确实决定边缘态。接下来，施加与BBH哈密顿量的晶格截断和对称性以及BBH Dirac绝缘体厄米性一致的边界条件，我们得到磁场中BBH Dirac绝缘体的边缘态并再现其BOTP转变。特别地，我们展示了引起谱不对称的非配对朗道能级产生了负责BOTP转变的边缘态。
引用
@article{arxiv.2002.04209,
title = {Boundary-obstructed topological phases of a massive Dirac fermion in a magnetic field},
author = {K. Asaga and T. Fukui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04209},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 7 figures, v2: Fig. 3 added, Sec. II B 2 added, v3: final version