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一维两带绝缘体的轨道嵌入与拓扑

介观与纳米尺度物理 2021-12-24 v4 量子物理

摘要

带绝缘体的拓扑不变量通常被认为仅依赖于轨道间的连通性,而不依赖于其原胞内位置(轨道嵌入),后者在紧束缚描述中是一份独立的信息。例如,在二维中,已知轨道嵌入会改变 Berry 曲率但不改变 Chern 数。在此,我们考虑由与 Zak 相位相关的 Z2\mathbb{Z}_2 拓扑不变量 ϑ=0\vartheta=0π\pi 分类的一维反演对称绝缘体,并表明 ϑ\vartheta 关键地依赖于轨道嵌入。我们研究了具有键、位点或混合反演的三种两带模型:Su-Schrieffer-Heeger 模型(SSH)、电荷密度波模型(CDW)和 Shockley 模型。发现 SSH(相应地为 CDW)模型具有唯一的 ϑ=0\vartheta=0(相应地为 π\pi)相。然而,Shockley 模型具有介于 ϑ=0\vartheta=0π\pi 之间的拓扑相变。关键区别在于每个原胞中的两个轨道是处于相同还是不同位置。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.03595,
  title  = {Orbital embedding and topology of one-dimensional two-band insulators},
  author = {J. -N. Fuchs and F. Piéchon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.03595},
  year   = {2021}
}

备注

published version, 10 pages, 7 figures