墙纸费米子与非对称 Dirac 绝缘体
介观与纳米尺度物理
2018-07-24 v2
摘要
近期体拓扑与表面晶体对称性之间的关系发展导致了这样一类材料的发现：其无隙表面态受晶体对称性保护。事实上，可能的表面晶体对称性集合非常有限，由 17 个“墙纸群”涵盖。我们表明，考虑墙纸群中对称性允许的能带简并可用于理解先前的拓扑晶体绝缘体，并预测新例子。特别地，具有多条滑移线的两个墙纸群 和 允许一种新的拓扑绝缘相，其表面谱仅由单个四重简并的真 Dirac 费米子组成。如同常规拓扑绝缘体的表面态，此“非对称 Dirac 绝缘体”中的表面 Dirac 费米子提供了费米子倍增定理的一个理论例外。不同于常规拓扑绝缘体的表面态，它可以在保持时间反演对称的情况下能隙化为拓扑不同的表面区域，从而允许拓扑表面量子自旋霍尔畴壁网络。我们报告了在 SG 127 的 AB 材料家族中理论发现的新拓扑晶体相，发现 SrPb 承载这一新拓扑表面 Dirac 费米子。此外，(100) 应变 AuY 和 HgSr 承载相关的拓扑表面沙漏费米子。我们还在 SG 55 的 BaInSb 中报告了这一新拓扑沙漏相的存在。对于具有两个滑移线的正交空间群，我们通过考虑允许的非阿贝尔 Wilson loop 连通性编目了所有可能的体拓扑相，并发展了这些系统的拓扑不变量。最后，我们展示了在特定极限下这些晶体相化简为 SSH 模型的拷贝。
引用
@article{arxiv.1705.01617,
title = {Wallpaper Fermions and the Nonsymmorphic Dirac Insulator},
author = {Benjamin J. Wieder and Barry Bradlyn and Zhijun Wang and Jennifer Cano and Youngkuk Kim and Hyeong-Seok D. Kim and A. M. Rappe and C. L. Kane and B. Andrei Bernevig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.01617},
year = {2018}
}
备注
Final version, 6 pg main text + 29 pg supplement, 6 + 13 figures