一种基于非孤立超曲面奇点的一维无能隙系统中非传统拓扑边态
介观与纳米尺度物理
2025-03-06 v1
摘要
拓扑保护的边态已在具有能带间隙(也称为线间隙)拓扑不变量的系统中广泛研究。本研究揭示了一种超越已建立范畴的边态形式。与拓扑绝缘体中特定能带间隙下的传统稳定边态不同，我们研究的二维系统本质上是无能隙的，其布里渊区被映射到包围更高维空间中奇点超曲面的环路，这些空间具有守恒-时间对称性。这些非孤立的奇点嵌入在完全位于异常表面上的退火，使得我们系统中的能隙必然在布里渊区环路与异常表面的交点处关闭。意外地，这些无能隙系统仍然在系统边界上提供拓扑保护的边态，挑战了基于能带间隙的传统理解。为阐明在缺乏基于能带间隙不变量的情况下这些边态的存在，本文提出了一种基于特征帧旋转和变形的理论框架，纳入非布洛赫带理论。最后，我们首次使用非互惠电路实验演示了这种新的拓扑边态形式。我们的工作标志着拓扑边态从封闭相位扩展到无能隙相位的重大进展，为理解拓扑现象提供了新的视角。
引用
@article{arxiv.2503.03314,
title = {Unconventional topological edge states in one-dimensional gapless systems stemming from nonisolated hypersurface singularities},
author = {Hongwei Jia and Jing Hu and Ruo-Yang Zhang and Yixin Xiao and Dongyang Wang and Mudi Wang and Shaojie Ma and Xiaoping Ouyang and Yifei Zhu and C. T. Chan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.03314},
year = {2025}
}