由两种不同平凡量子线构建的拓扑态

理论研究了由两个具有不同晶格常数的平凡量子线构成的两腿和三腿梯子中的拓扑态。首先以晶格常数比为1:2的两个平凡量子线为例。对于对称的最近邻链内跳跃两腿梯子，出现了具有两个简并拓扑边缘态的反演对称保护拓扑绝缘体相。当反演对称性破缺时，根据填充因子，可能出现具有一个或两个不同能量拓扑边缘态的拓扑绝缘体，以及边缘态嵌入体态的拓扑金属。两腿梯子中这些拓扑态的拓扑起源是陈绝缘体和陈金属的拓扑性质。根据两个平凡量子线的排列，我们构建了两类三腿梯子。每类三腿梯子可通过幺正变换划分为一个平凡子空间和一个拓扑非平凡子空间。拓扑非平凡子空间对应于有效的两腿梯子模型。随着填充因子变化，系统可能处于拓扑绝缘体或拓扑金属相。当两腿梯子由晶格常数比为1:3和2:3的两个平凡量子线构成时，系统也能实现丰富的拓扑态，如具有拓扑边缘态的拓扑绝缘体和拓扑金属。这些两腿和三腿梯子中的丰富拓扑态可通过当前实验技术确认。