探测无序高阶拓扑绝缘体中的局部拓扑结构
光学
2025-11-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
高阶拓扑以其实现低维边界态的能力而受到青睞，这些边界态在超越精细调谐的情况下保持稳定。然而，无序性是一个可能破坏拓扑间隙态的失效机制。本文我们考察了一个二维极化子晶体，运用谱局部化框架定义以晶体空间对称性为根基的实空间拓扑指数。该框架使我们能够超越传统动量空间分类，直接映射实空间中的拓扑结构，确认了该广义 Su-Schrieffer-Heeger 模型中存在角落模式和边缘模式。此外，它可以直接量化状态的拓扑保护。我们利用平台的灵活性实现了正态分布的随机无序性，发现角落态在谱隙闭合之前仍然持续存在。实验上，这对应于约为谱隙宽度的四分之一的无序强度。谱局部化准确识别出带隙闭合的无序强度，确立了该框架作为每个有限尺寸系统预测工具。我们的结果拓宽了高阶拓扑绝缘体的设计原则，为实现鲁棒的激光、光路由和量子计算开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2511.13958,
title = {Probing Local Topology in a Disordered Higher-Order Topological Insulator},
author = {Johannes Düreth and Simon Widmann and Philipp Gagel and Siddhartha Dam and Simon Betzold and Monika Emmerling and Christian G. Mayer and David Laibacher and Martin Kamp and Oleg A. Egorov and Ulf Peschel and Tobias Hofmann and Ronny Thomale and Alexander Cerjan and Sven Höfling and Sebastian Klembt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.13958},
year = {2025}
}