在可调谐蜂窝晶格中利用费米气体产生、移动与合并狄拉克点
量子气体
2013-06-26 v2
摘要
狄拉克点处于凝聚态物理中许多奇妙现象的核心，从石墨烯中的无质量电子到拓扑绝缘体中导电边缘态的出现 [1, 2]。在狄拉克点处，两个能带线性相交，粒子表现为相对论性狄拉克费米子。在固体中，材料的刚性结构决定了粒子的质量与速度，以及它们之间的相互作用。另一种高度灵活的方法是利用囚禁在干涉激光束周期势中的费米原子来创建模型系统，迄今为止该方法仅被用于探索简单的晶格结构 [3, 4]。在此，我们报道在可调谐蜂窝光晶格中产生具有可调性质的狄拉克点。利用动量分辨的带间跃迁，我们在布里渊区内狄拉克点位置处观察到了最小带隙。我们利用晶格势独特的可调性，通过打破反转对称性来调整狄拉克费米子的有效质量。此外，改变晶格各向异性使我们能够在布里渊区内移动狄拉克点的位置。当各向异性增加超过临界极限时，两个狄拉克点合并并相互湮灭——这一情形近期引起了极大的理论兴趣 [5-9]，但在固体中观察似乎极具挑战性 [10]。我们绘制了晶格参数空间中这一拓扑相变的图谱，并发现其与第一性原理计算结果吻合极佳。我们的结果不仅为模拟能带结构拓扑起关键作用的材料铺平了道路，也为探索复杂晶格几何与相互作用相互影响产生的多体相提供了途径 [11, 12]。
引用
@article{arxiv.1111.5020,
title = {Creating, moving and merging Dirac points with a Fermi gas in a tunable honeycomb lattice},
author = {Leticia Tarruell and Daniel Greif and Thomas Uehlinger and Gregor Jotzu and Tilman Esslinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1111.5020},
year = {2013}
}