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非厄米 Floquet 拓扑相:例外点、合并边缘模与趋肤效应

介观与纳米尺度物理 2020-01-22 v1 量子物理

摘要

周期性驱动的非厄米系统可以展现出丰富的拓扑能带结构与非厄米趋肤效应,而这些在其静态或厄米对应系统中并无类比。本文研究了 Floquet 准能带中的例外能带接触点、此类例外点的拓扑表征以及 Floquet 非厄米趋肤效应(FNHSE)。具体而言,我们利用一维或二维周期性猝灭两能带系统的简单性,解析地得到 Floquet 有效哈密顿量以及 Floquet 体态能带所拥有的众多例外点的位置。采用两类不同的拓扑缠绕数来表征拓扑特征。由于 FNHSE,体-边对应关系(BBC)自然地被发现有别于不同体态之间的巨大差异而失效。值得注意的是,鉴于我们模型系统的简单性质,恢复 BBC 在实践中仅对特征多项式(决定 Floquet 能带结构)的低阶截断可行的特定参数区间可行。此外,无论采用何种参数区间,我们都发现了 Floquet 拓扑零模和 π\pi 模的若干引人入胜的方面。例如,在开放边界条件下,零边缘模和 π\pi 边缘模可分别合并并局域于两个不同的边界。当调节某些系统参数时,这些反常边缘态也可切换其聚集边界。这些结果表明,非厄米 Floquet 拓扑相尽管比其厄米对应系统更难以理解,但在 FNHSE 存在时可以极为丰富。

关键词

引用

@article{arxiv.1909.10234,
  title  = {Non-Hermitian Floquet topological phases: Exceptional points, coalescent edge modes, and the skin effect},
  author = {Xizheng Zhang and Jiangbin Gong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1909.10234},
  year   = {2020}
}

备注

14 pages, 10 figures