論文の概要: Topological characterization of non-Hermitian multiband systems using Majorana's Stellar Representation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.07490v2
• Date: Tue, 19 May 2020 02:33:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-03 07:21:44.691015
• Title: Topological characterization of non-Hermitian multiband systems using Majorana's Stellar Representation
• Title（参考訳）: マヨラナの恒星表現を用いた非エルミート多バンド系の位相的特徴付け
• Authors: Wei Xin Teo, Linhu Li, Xizheng Zhang, Jiangbin Gong
• Abstract要約: マヨラナの恒星表現(MSR)は、非対称近傍ホッピングと想像上の現場電位からなる1次元マルチバンドモデルに適用される。 複素エネルギー平面内の連続バルクバンドから分離されたエッジ状態の数は、MSRから構築された位相不変量とうまくリンクされる。 いわゆる非エルミート皮膚効果の症例についても検討し, 定義した巻線数と孤立エッジ状態とのバルクバウンダリ対応を復元できることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5484595752241122
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: For topological characterization of non-Hermitian multiband systems, Majorana's stellar representation (MSR) is applied to 1D multiband models consisting of asymmetric nearest-neighbor hopping and imaginary on-site potentials. The number of edge states isolated from the continuous bulk bands in the complex energy plane is successfully linked with a topological invariant constructed from MSR. Specifically, the number of isolated edge states can be obtained from a winding number defined for the Majorana stars, which also allows for a geometric visualization of the topology related to the isolated edge modes. A remarkable success of our approach is that our winding number characterization remains valid even in the presence of exceptional points of the continuous bulk bands, where the Hamiltonian becomes non-diagonalizable and hence conventional topological invariants such as the Zak phase and the Chern number cannot be properly defined. Furthermore, cases with the so-called non-Hermitian skin effect are also studied, showing that the bulk-boundary correspondence between our defined winding numbers and isolated edge states can be restored. Of particular interest is a four-band example with an odd number of isolated edge states, where the Zak phase approach necessarily fails upon removing the skin effect, but our MSR-based characterization works equally well. For these reasons, our study is expected to be widely useful in topological studies of non-Hermitian multiband systems, regardless of the skin effect or the presence of the exceptional points in non-Hermitian systems.
• Abstract（参考訳）: 非エルミート多バンド系のトポロジカルな特徴づけのために、マヨラナの恒星表現(MSR)は非対称近傍ホッピングと想像上の現場ポテンシャルからなる1次元多バンドモデルに適用される。 複素エネルギー平面内の連続バルクバンドから分離されたエッジ状態の数は、msrから構築された位相不変量とうまく結びつけられる。 具体的には、孤立エッジ状態の数はマヨラナ星に定義された巻数から得ることができ、孤立エッジモードに関連する位相を幾何学的に視覚化することができる。 この手法の顕著な成功は、ハミルトニアンが非対角化可能となり、したがってzak位相やチャーン数のような従来の位相不変量では適切に定義できない連続バルクバンドの例外点が存在する場合でも、巻数特性が有効であることである。 さらに,いわゆる非エルミート皮膚効果の症例についても検討し,定義した巻線数と孤立エッジ状態とのバルク境界対応を復元できることを示した。 特に興味深いのは、奇数個の孤立したエッジ状態を持つ4バンドの例で、zak位相のアプローチは必ずしも皮膚効果を除去しても失敗するが、msrベースの特性は等しく機能する。 これらの理由から,本研究は非エルミート多バンド系のトポロジー研究において,皮膚効果や非エルミート系における例外点の有無にかかわらず広く有用であることが期待される。

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