源自 5D Weyl 半金属的普适高阶拓扑:边缘拓扑、边缘哈密顿量与嵌套 Wilson loop
介观与纳米尺度物理
2020-07-01 v2 高能物理 - 理论
摘要
高阶拓扑绝缘体(HOTIs)或多极绝缘体具有奇特的角态,已被发现[arXiv:1611.07987, arXiv:1708.03636]。另有独立研究[arXiv:1702.00624]发现,连续 5 维(5D)Weyl 半金属普遍具有角态,4D A 类与 3D AIII 类拓扑绝缘体亦然。本文中我们进一步确认,5D Weyl 半金属经维度约化后导致普适的高阶拓扑。首先我们解释保护 5D Weyl 半金属的离散对称性,并描述 5D Weyl 半金属在连续极限下向流行 HOTIs 的维度约化。针对最一般的边界条件,我们计算了 5D Weyl 半金属边缘态所携带的拓扑荷。该拓扑荷为一个 Dirac 单极子,也可从边缘哈密顿量总呈 3D Weyl 半金属形式看出。这一边缘拓扑普遍导致边缘之边缘态,即角态,表明 5D Weyl 半金属可被视为 HOTIs 中角态的物理结构起源。此外,我们显式计算了 5D Weyl 半金属的嵌套 Wilson loop,发现其拓扑结构与 Dirac 单极子的 Wilson loop 相同。
引用
@article{arxiv.2002.12596,
title = {Universal Higher-Order Topology from 5D Weyl semimetal: Edge topology, edge Hamiltonian and nested Wilson loop},
author = {Koji Hashimoto and Yoshinori Matsuo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.12596},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 2 figures; v2: 12 pages, 2 figures, version to be published in Phys.Rev.B