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声子晶体中的多重拓扑相

陈泽国 吴莹

声子晶体中的多重拓扑相

陈泽国, 吴莹
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  • 研究了圆环型波导依照蜂窝结构排列的声子晶体系统中的拓扑相变.利用晶格结构的点群对称性实现赝自旋,并在圆环中引入旋转气流来打破时间反演对称性.通过紧束缚近似模型计算的解析结果表明,没有引入气流时,调节几何参数,系统存在普通绝缘体和量子自旋霍尔效应绝缘体两个相;引入气流后,可以实现新的时间反演对称性破缺的量子自旋霍尔效应相,而增大气流强度,则可以实现量子反常霍尔效应相.这三个拓扑相可以通过自旋陈数来分类.通过有限元软件模拟了多个系统中边界态的传播,发现不同于量子自旋霍尔效应相,量子反常霍尔相系统的表面只支持一种自旋的边界态,并且它无需时间反演对称性保护.
      通信作者: 吴莹, ying.wu@kaust.edu.sa
    • 基金项目: 沙特阿卜杜拉国王科技大学基本科研经费(批准号:BAS/1/1626-01-01)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-07-31
  • 修回日期:  2017-10-27
  • 刊出日期:  2017-11-05

声子晶体中的多重拓扑相

  • 1. 阿卜杜拉国王科技大学计算机电子和数学学院, 图瓦 23955-6900, 沙特阿拉伯
  • 通信作者: 吴莹, ying.wu@kaust.edu.sa
    基金项目: 

    沙特阿卜杜拉国王科技大学基本科研经费(批准号:BAS/1/1626-01-01)资助的课题.

摘要: 研究了圆环型波导依照蜂窝结构排列的声子晶体系统中的拓扑相变.利用晶格结构的点群对称性实现赝自旋,并在圆环中引入旋转气流来打破时间反演对称性.通过紧束缚近似模型计算的解析结果表明,没有引入气流时,调节几何参数,系统存在普通绝缘体和量子自旋霍尔效应绝缘体两个相;引入气流后,可以实现新的时间反演对称性破缺的量子自旋霍尔效应相,而增大气流强度,则可以实现量子反常霍尔效应相.这三个拓扑相可以通过自旋陈数来分类.通过有限元软件模拟了多个系统中边界态的传播,发现不同于量子自旋霍尔效应相,量子反常霍尔相系统的表面只支持一种自旋的边界态,并且它无需时间反演对称性保护.

English Abstract

参考文献 (38)

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