任意维度拓扑能带结构中的光滑规范与万尼尔函数
介观与纳米尺度物理
2016-02-03 v2
摘要
为一组能带构造指数局域化的万尼尔函数，需要选取一组类布洛赫函数，它们张成所述能带的空间，并且是整个布里渊区中 k 的光滑周期函数。对于具有非平凡拓扑的能带，此类光滑布洛赫函数只能在不尊重保护该拓扑的对称性的前提下选取。这种对称性破缺是光滑性的必要非充分条件，一般而言，为拓扑能带寻找光滑布洛赫函数是一项复杂任务。我们提出了一种通用技术，在给定能带的净陈数为零的条件下，于非平凡拓扑存在时寻找光滑布洛赫函数并构造指数局域化的万尼尔函数。该技术在 Kane-Mele 模型中与已知结果进行了验证。随后将其应用于拓扑绝缘体 Bi2Se3，其拓扑态由两种对称性保护：时间反演与空间反演。所得指数局域化的万尼尔函数打破了这两种对称性。最后，我们阐明了所提出的光滑规范构造如何便利陈-西蒙斯轨道磁电响应的计算。
引用
@article{arxiv.1509.06387,
title = {Smooth gauge and Wannier functions for topological band structures in arbitrary dimensions},
author = {Georg W. Winkler and Alexey A. Soluyanov and Matthias Troyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.06387},
year = {2016}
}
备注
13 pages, 10 figures