非均匀阶梯的拓扑相与边缘模式

我们研究了具有非均匀腿的双链量子阶梯的拓扑性质，即两条链的周期相差两倍。这种非均匀阶梯呈现出丰富的能带结构，可由直接或间接带隙的闭合来分类。它也提供了探索关于能带拓扑和边缘模式基本概念的机会，包括胞内和胞间 Zak 相的差异，以及反转对称性 (IS) 的作用。我们计算了这两种 Zak 相，并发现它们分别与偶极矩和额外电荷积累极好地吻合。我们还发现，具有 IS 的构型以一对简并的双侧边缘模式为特征，这些边缘模式随着直接带隙的闭合而出现；而不具有 IS 的构型则以单侧边缘模式为特征，这些边缘模式不仅在直接和间接带隙闭合时出现，还在能带连续谱内出现。此外，通过投影到两个子晶格，我们发现有效的 Bloch 哈密顿量对应于广义 Su-Schrieffer-Heeger 模型或 Rice-Mele 模型，其跳跃幅度依赖于准动量。通过这种方式，可以通过缠绕数有效地提取拓扑相。我们提出，非均匀阶梯可以通过自旋依赖的光晶格来实现，其丰富的拓扑特性可以在不久的将来的实验中得到检验。