无序拓扑绝缘体中的传输动力学
光学
2021-03-12 v1
摘要
在此，我们通过 Haldane 模型的模拟表明，无序拓扑绝缘体中的脉冲传播在能带隙的中心部分（此处不出现局域模）是鲁棒的。由于拓扑绝缘体中的传输是鲁棒的，基本场变量是透射场的相位，或等效地其谱导数，即传输时间。除了在与耦合拓扑绝缘体上、下边缘的体态局域模发生共振附近之外，拓扑绝缘体中的传输时间与态密度以及样品内激发的能量成正比。无序拓扑绝缘体（TI）中的平均传输时间在能带边缘附近增强，并在能带隙中心处略有抑制。对于具有中等无序的随机系综，能带边缘处传输时间的方差主要由与局域态共振的涨落主导，并初始呈二次方标度。当模缺失时，例如能带隙中心处，传输时间自平均且其方差呈线性标度。这导致传输时间存在显著的样本间涨落。然而，由于传输时间是跨越能带隙的连续边缘模的贡献与能带边缘附近远失谐模的贡献之和，在能带隙中心的传输时间谱中没有尖锐特征。因此，超短、宽带脉冲在中度无序且具弯曲路径的拓扑绝缘体能带隙中心被保真传输。这使得在高速光电子和电信应用中的复杂拓扑超波导中能够实现鲁棒的信号传播。
引用
@article{arxiv.2012.14608,
title = {Dynamics of transmission in disordered topological insulators},
author = {Yuhao Kang and Yiming Huang and Azriel Z. Genack},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.14608},
year = {2021}
}