三维PT对称与PC对称类CI能带结构中的$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量
介观与纳米尺度物理
2026-05-20 v3
摘要
我们为具有空间反演-时间反演(PT)对称和空间反演-粒子空穴(PC)对称的三维能带结构在对称类CI中构造了此前缺失的拓扑不变量。PT对称允许定义实贝里联络，并基于-不变量定义一个自旋陈-西姆斯(spin-CS)作用量。我们证明PC对称将自旋CS作用量量子化为，并具有周期性，从而给出一个良定义的不变量。该不变量在孤立能带结构的直和下可加，当全局Takagi分解存在时退化为已知的指数，并且一般依赖于自旋结构的选择。最后，我们通过晶格模型演示了该新引入的不变量能够区分此前已知拓扑指数无法探测的拓扑相。
引用
@article{arxiv.2509.19825,
title = {$\mathbb{Z}_2$ topological invariant in three-dimensional PT- and PC-symmetric class CI band structures},
author = {Ken Shiozaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19825},
year = {2026}
}
备注
18 pages. typos corrected