通过堆叠一维拓扑相构建外尔半金属
介观与纳米尺度物理
2015-04-08 v2 量子物理
摘要
三维拓扑半金属（例如外尔半金属）可以通过堆叠二维拓扑相来构建。这种构建的有趣之处在于，尽管低维的拓扑构建块可能是有能隙的，但高维半金属相作为两个不同绝缘相之间拓扑相变的无能隙临界点而出现。在这项工作中，我们通过堆叠具有非平凡拓扑的一维 Aubry-Andre-Harper (AAH) 晶格紧束缚模型，扩展了这一思想，构建了类似于外尔系统的三维拓扑半金属相。广义 AAH 模型是一族在跃迁和在位能项中均具有余弦调制的的一维紧束缚模型。在本文中，我们提出了 AAH 模型的双参数推广，可以在统一框架内访问三维拓扑相。我们表明，该双参数 AAH 模型的 -通量态表现出三维拓扑半金属相，其中拓扑特征嵌入在一维中。从一维视角出发，我们在解析和数值上明确确立了 3D 半金属相能带接触点的拓扑性质。这种维数约化为利用简单一维双阱光晶格的“乐高积木”实验构建拓扑半金属相的三维布里渊区提供了一种简单的方案。我们还提出将光晶格的 Zak 相成像作为一种工具，以捕捉能带接触点的拓扑性质。我们的工作建立了 1D commensurate AAH 模型与 3D 外尔半金属之间的理论联系，并指向了在原子光晶格中实验室实现此类三维拓扑系统的实用方法。
引用
@article{arxiv.1405.4866,
title = {Constructing a Weyl semimetal by stacking one dimensional topological phases},
author = {Sriram Ganeshan and S. Das Sarma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1405.4866},
year = {2015}
}
备注
12 pages, 7 figures, Published version with revised title, introduction and improved presentation