拓扑绝缘体中的体-LDOS 对应
介观与纳米尺度物理
2022-09-07 v1 材料科学
摘要
寻找诊断真实材料中拓扑相的判据一直是拓扑物理的主要任务之一。目前，基于带隙内拓扑边界态谱测量的体-边界对应，以及由分数谱电荷测量导出的分数角异常，是表征拓扑绝缘相的两种主要方法。然而，这两种方法需要完整的带隙并具备带隙内态或整体样品的严格空间对称性，这极大限制了它们在更广义情形中的应用。本文提出并演示了一种将非平凡分层体拓扑分别与局域态密度（LDOS）的多维划分相关联的方法，记为体-LDOS 对应。具体而言，在一个有限尺寸拓扑非平凡光子晶体中，我们观察到 LDOS 的分布被划分为样品的三个分区——二维内部体区域（避开边缘与角区域）、一维边缘区域（避开角区域）和零维角点。相比之下，对于拓扑平凡情形，LDOS 在整个谱上分布于整个二维体区域。此外，我们通过在无完整带隙且含无序的高阶拓扑绝缘子中验证该对应，展示了此判据的普适性。我们的发现提供了一种区分拓扑绝缘体的通用方法，并揭示了无带隙内态的拓扑定向带隙材料中未被探索的特征。
引用
@article{arxiv.2209.02347,
title = {Bulk-LDOS Correspondence in Topological Insulators},
author = {Biye Xie and Renwen Huang and Shiyin Jia and Zemeng Lin and Junzheng Hu and Yao Jiang and Shaojie Ma and Peng Zhan and Minghui Lu and Zhenlin Wang and Yanfeng Chen and Shuang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.02347},
year = {2022}
}