规范场扩展的$k\cdot p$方法和新颖拓扑相
摘要：具有拓扑结构的人工系统（例如声子/光子晶体和光学晶格中的冷原子）虽然最初是为了模拟电子系统的拓扑相，但它们具有独特的特征，如无自旋时间反演对称性和可调节的$mathbb{Z}\_2$规范场。因此，基于其独特特征探索新的拓扑相是非常重要的。在这里，我们指出$mathbb{Z}\_2$规范场导致了传统的$kcdot p$方法的两个基本修改：(i)小辅助群必须包括具有非平凡代数关系的平移；(ii)小辅助群的代数关系是投影表示的。这导致了更高维度的不可约表示，因此高度简并的费米点出现。破坏原始的平移可以将费米点转变为有趣的拓扑相。我们通过两个模型展示了我们的理论：一个展示了类似石墨烯的半金属相的矩形$pi$-flux模型，一个具有层间$pi$流的石墨烯模型，实现了真实的二阶节点线半金属相，并具有边缘螺旋模式。我们讨论了它们在一般明暗机制下的物理实现。我们的发现开辟了一个探索人工系统独特拓扑相的新方向，并建立了分析这些相的方法。
作者：L. B. Shao, Q. Liu, R. Xiao, Shengyuan A. Yang and Y. X. Zhao
论文ID：2104.00310
分类：Other Condensed Matter
分类简称：cond-mat.other
提交时间：2021-08-12