利用物理图信息机器学习实验识别二阶非厄米趋肤效应
介观与纳米尺度物理
2022-12-27 v1
摘要
物质的拓扑相通常由厄米系统中的体-边对应关系来表征：d 维体态的拓扑不变量对应于 (d-1) 维边界态的数量。以此类推，高阶拓扑绝缘体揭示了体-边-角对应关系，即 n 阶拓扑相具有 (d-n) 维边界态。非厄米拓扑系统的出现为在开放边界条件下具有大量边界模式的非厄米趋肤效应（NHSE）的出现提供了新的视角。然而，高阶 NHSE 在很大程度上仍未得到探索，尤其是在实验中。我们引入了一种无监督方法——物理图信息机器学习（PGIML）——以在有限领域知识的情况下增强机器学习的数据挖掘能力。通过 PGIML，我们在二维非厄米拓扑电路中实验演示了二阶 NHSE。该电路的导纳谱表现出大量的角趋肤模式，并且谱流对边界条件极为敏感。二阶 NHSE 中传统体-边对应关系的违反意味着，在高维非厄米系统中，对拓扑能带理论的修改是不可避免的。
引用
@article{arxiv.2203.00484,
title = {Experimental identification of the second-order non-Hermitian skin effect with physics-graph-informed machine learning},
author = {Ce Shang and Shuo Liu and Ruiwen Shao and Peng Han and Xiaoning Zang and Xiangliang Zhang and Khaled Nabil Salama and Wenlong Gao and Ching Hua Lee and Ronny Thomale and Aurelien Manchon and Shuang Zhang and Tie Jun Cui and Udo Schwingenschlogl},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00484},
year = {2022}
}