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无磁通拓扑绝缘体中的同步带内边缘态与稳健共 propagtion

介观与纳米尺度物理 2025-04-25 v1

摘要

金属相中的反chiral 边缘态的共 propagtion 需要bulk 状态作为counterpropagating 模式。由于缺乏带隙保护,沿边界的共 propagtion 容易被散射到bulk 中,而且bulk 中的counterpropagation 并不稳健地抵抗无序和缺陷。因此,我们提出了一种持有同步带内边缘态的 novel 时间反演对称性拓扑绝缘体。为了防止bulk 状态的参与,我们引入时间反演对称性以将边缘态从bulk 带分离,然后通过在金属-绝缘体相变中通过各向异性 next-nearest-neighbor 耦合来扩大带隙,从而实现稳健的共 propagtion。时间反演对称性确保具有相反动量的带内边缘态作为counterpropagating 模式。反演对称性保护了作为拓扑不变量的量化极化。同步的带内边缘态不仅丰富了拓扑边缘态的系列,还为设计可重构的拓扑光子器件提供了额外的灵活性。我们的发现为利用带内边缘态实现针对未来声光拓扑亚波导材料的可定制稳健波动传输开辟了新道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.17231,
  title  = {Synchronized in-gap edge states and robust copropagation in topological insulators without magnetic flux},
  author = {Liangcai Xie and Tianyi He and Liang Jin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.17231},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 5 figures