所有层群中高对称点处二维Z_2拓扑相变的系统研究
介观与纳米尺度物理
2023-03-13 v2 强关联电子
摘要
我们构建了具有时间反演对称性的二维系统中Z_2拓扑相变的一般理论。我们研究了全部80个层群中k空间所有高对称点处能带反转引发Z_2拓扑相变的可能性。我们排除了具有反演对称的层群，因为已知Z_2拓扑相变与具有宇称交换的能带反转相关。在其他层群中，我们发现21个层群存在能带反转的绝缘体到绝缘体相变，该问题最终归结为五个点群C_3、C_4、C_6、S_4和C_{3h}。我们展示了高对称点处Z_2拓扑不变量在能带反转时的变化如何完全由占据带与非占据带在该点的不可约表示决定。例如，在C_3情形下，我们表明当能带反转发生在两个Kramers对之间（其C_3本征值为{e^{πi/3}, e^{-πi/3}}与{-1, -1}）时，Z_2拓扑不变量发生改变。这些结果未包含在基于对称性的指标理论或拓扑量子化学之中。
引用
@article{arxiv.2210.15974,
title = {Systematic study for two-dimensional $Z_2$ topological phase transitions at high-symmetry points in all layer groups},
author = {Ren Sasaki and Yutaro Tanaka and Shuichi Murakami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.15974},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 9 figures