光子$\mathbb{Z}_2$拓扑Anderson绝缘体
光学
2022-08-03 v2
摘要
无序可诱导非平庸拓扑是拓扑物理中一个令人惊讶的发现。作为一个典型例子，Chern拓扑Anderson绝缘体（TAIs）已在光子系统中实现，其中拓扑相无需对称性保护。在本工作中，通过将TM和TE偏振作为赝自旋自由度，我们理论上提出了一种在具有联合时间反演、镜像和对偶对称性的二维光子晶体（PCs）中实现无序诱导的对称保护拓扑（SPT）相变的方案。特别地，我们证明了无序诱导的SPT相即使在没有赝自旋守恒时依然存在，从而实现光子 TAI，这与具有解耦自旋的分类量子自旋霍尔（QSH）TAI形成对比。通过构建一种新的散射方法，我们表明QSH和 TAIs的拓扑均可由来自PCs的反射波的累积自旋旋转来体现。利用一种透射结构，我们还说明了具有偶数整数拓扑指标的紊乱QSH相因自旋耦合而平庸化。
引用
@article{arxiv.2111.03242,
title = {Photonic $\mathbb{Z}_2$ topological Anderson insulators},
author = {Xiaohan Cui and Ruo-Yang Zhang and Zhao-Qing Zhang and C. T. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03242},
year = {2022}
}
备注
7 pages, 4 figures. Supplemental materials (24 pages, 14 figures) are added