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二维与三维中的镜像实Chern绝缘体

材料科学 2025-04-16 v2

摘要

具有实Chern数和二阶边界模的实Chern绝缘体(RCI)出现在具有时空反演对称性(PTPT)的二维(2D)系统中。在此,我们提出一种RCI:镜像实Chern绝缘体(MRCI),它产生于具有额外水平镜像对称性MzM_z的系统中。MRCI通常由两个独立的实Chern数表征,分别定义在系统的两个镜像子系统中。因此,MRCI可能拥有不同于传统RCI的二阶边界模。我们证明,对于无自旋系统,MRCI的定义是直接的,因为PTPT保持每个镜像子系统不变。对于同时具有PTPTMzM_z的有自旋系统,由于MzPT=C2zTM_zPT = C_{2z}T(C2zT)2=1(C_{2z}T)^2 = 1,总系统的实Chern数保持良好定义。然而,由于C2zTC_{2z}T交换了两个镜像子系统,有自旋系统中MRCI的定义需要借助投影对称代数。我们还讨论了3D系统中的MRCI,其中MRCI定义在某些镜像不变的2D平面上。与其2D对应物相比,当系统具有额外的非同构算符时,3D MRCI可以展现出更丰富的物理现象。我们构建了几个具体的MRCI模型,包括2D和3D、无自旋和有自旋模型,以进一步论证我们的想法。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.01145,
  title  = {Mirror real Chern insulator in two and three dimensions},
  author = {Yang Wang and Chaoxi Cui and Run-Wu Zhang and Xiaotian Wang and Zhi-Ming Yu and Gui-Bin Liu and Yugui Yao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.01145},
  year   = {2025}
}