金刚石-八边形晶格几何中的非平庸拓扑平带

我们展示了在一个由菱形与八边形两类基本环面几何构成的二维“金刚石-八边形”晶格模型中，出现具有非零陈数的近平带态。我们表明，此类非平庸拓扑近平带的起源可由短程紧束缚哈密顿量描述。通过在金刚石环面中引入额外的对角跳跃参数，并辅以外部精细调节的磁通，我们的简单晶格模型便涌现出具有非零陈数的近平带态。当考虑相互作用时，此类拓扑非平庸近平带对于在晶格模型中实现分数量子拓扑现象非常有用。此外，我们还表明，通过对系统哈密顿量参数进行精细调节，可实现特定能带的完美平带化，从而产生紧致局域态。我们计算了态密度与不同格点上的波函数振幅分布，以佐证能谱中此类完美平带态的形成。考虑到金刚石-八边形晶格与 kagome 晶格的结构同源性，我们坚信可利用光晶格中的超冷量子气体实验实现金刚石-八边形晶格。我们晶格模型的一个可能应用是，利用单模激光诱导光子波导设计光子晶格，并研究相应的光子平带。