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强磁无序下二维 Chern 绝缘体中的无序诱导拓扑相

介观与纳米尺度物理 2026-02-17 v1

摘要

局部磁矩与 Chern 绝缘体强耦合的强方向性无序,导致诱导出无法连续连接到洁净极限的拓扑相,从而是真正意义上的无序驱动相。我们在一个二维 Chern 绝缘体耦合单元长度经典自旋的自旋型 Qi-Wu-Zhang 模型中演示了这一点。拓扑相图通过两种互补方法(扭边界条件和拓扑哈密顿量技术)进行数值计算。我们的结果表明,强无序不仅仅是扰动,而是一种基本的拓扑机制。对于强交换耦合,调节质量参数可在不同 Chern 数 CC 的相之间实现转变。值得注意的是,这一转变是通过无序平均绿代函数的零点(而非极点)穿过化学势驱动的,且在任何洁净系统中均无此类现象。我们进一步识别出一个 C=0C = 0 的强耦合相,但其仍具拓扑非平凡性,由此经典自旋配置集合上的 distinct Chern 数 C(S)0C^{(\mathrm{S})} \neq 0 所特征。该相同样是无序驱动的,因为在洁净极限下 C(S)=0C^{(\mathrm{S})} = 0

关键词

引用

@article{arxiv.2602.13709,
  title  = {Disorder-Induced Topological Phases in a Two-Dimensional Chern Insulator with Strong Magnetic Disorder},
  author = {Devesh Vaish and Michael Potthoff},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13709},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 10 figures