在低维平坦带中实现拓扑表面态
强关联电子
2017-12-29 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
对称保护拓扑 (SPT) 相的反常表面态通常被认为只能与更高维的拓扑体共存。然而，最近人们认识到，如果允许对称性以非局域方式作用，一类反常 SPT 表面态可以在相同维度下实现。一个例子是粒子-空穴对称的半满 Landau 能级，它有效地实现了 3D 手性拓扑绝缘体 (A 类) 的反常表面态。基于 Dirac 复合费米子的对偶描述也已被讨论。在此，我们探索了这些构造向多分量量子霍尔态的推广。我们的结果包括双层情形向具有 Kramers 简并的复合玻色子的对偶映射，以及当分量数为八的倍数时粒子-空穴对称整数量子霍尔态的可能性。接下来，我们通过半满其他类别的拓扑能带并施加粒子-空穴对称性进行了进一步扩展。当应用于时间反演不变拓扑绝缘体时，我们实现了不同的手性类 拓扑表面态。值得注意的是，半满 3D 拓扑绝缘体能带允许实现原本不可达的 4D 拓扑绝缘体的表面态，该表面态支持反常 3D Dirac 锥。我们构造了等价于 3D Dirac 锥的表面拓扑序（从全局反常的角度），并建立了与 Witten SU(2) 反常的联系。这些观察结果也可能对无费米子倍增的拓扑表面态和 Dirac 费米子的数值模拟有用。
引用
@article{arxiv.1609.08618,
title = {Realizing topological surface states in a lower-dimensional flat band},
author = {Andrew C. Potter and Chong Wang and Max A. Metlitski and Ashvin Vishwanath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1609.08618},
year = {2017}
}
备注
22 pages, 2 Figures, 3 Tables; published version