精细拓扑绝缘体中环态的实验观测
介观与纳米尺度物理
2026-04-20 v1
摘要
拓扑绝缘体通常以其特别稳定的性质（如全局不变量）为特征，并可通过探测其鲁棒的表面态来识别。最近发现的一种新型能带拓扑——精细拓扑——挑战了这一范式：其定义性质——多细胞性——可以通过在能谱中任意位置（甚至远高于相关带隙处）引入与局域轨道的耦合来消除。这使得使用仅涉及低能自由度的传统探针难以诊断精细拓扑。在此，我们引入强局域杂质作为精细拓扑绝缘体的光谱探针，并在声子超材料中实现了该体系。通过调节杂质强度并进行轨道分辨读出，我们观测到了近期提出的拓扑指示器：环态——一种带隙内的束缚态，其频率在强杂质极限下保持钉扎，而其实空间分布在杂质位点周围形成一个显著的环。我们发现，即使当系统中通过弱杂化附加轨道消除了多细胞性时，这些环态仍然存在。我们的结果确立了杂质诱导的环态作为复杂多带物理（包括精细拓扑相）探针的地位。
引用
@article{arxiv.2604.15983,
title = {Observation of ring states in a delicate topological insulator},
author = {Caroline Tornow and Julia Rupprecht and Pascal Engeler and Ute Drechsler and Kukka-Emilia Huhtinen and Chiara Devescovi and Sebastian D. Huber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.15983},
year = {2026}
}