論文の概要: Theory of Anomalous Floquet Higher-Order Topology: Classification, Characterization, and Bulk-Boundary Correspondence

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.07945v2
• Date: Mon, 26 Oct 2020 14:16:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-29 00:17:57.935971
• Title: Theory of Anomalous Floquet Higher-Order Topology: Classification, Characterization, and Bulk-Boundary Correspondence
• Title（参考訳）: フラケット高次位相の異常理論--分類, 特徴, およびバルク境界対応
• Authors: Rui-Xing Zhang and Zhi-Cheng Yang
• Abstract要約: 我々は、Floquet高次トポロジカル絶縁体(AFHOTI)の異常を理解するためのフレームワークを提供する。 このようなAFHOTIは、特別な準エネルギーに固定されたロバストで対称性に保護されたコーナーモードによって定義される。 AFHOTIのコーナーモード物理学は、一般的な3次元ディラック/ワイル様位相特異点によって示される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.9087335681007476
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Periodically-driven or Floquet systems can realize anomalous topological phenomena that do not exist in any equilibrium states of matter, whose classification and characterization require new theoretical ideas that are beyond the well-established paradigm of static topological phases. In this work, we provide a general framework to understand anomalous Floquet higher-order topological insulators (AFHOTIs), the classification of which has remained a challenging open question. In two dimensions (2D), such AFHOTIs are defined by their robust, symmetry-protected corner modes pinned at special quasienergies, even though all their Floquet bands feature trivial band topology. The corner-mode physics of an AFHOTI is found to be generically indicated by 3D Dirac/Weyl-like topological singularities living in the phase spectrum of the bulk time-evolution operator. Physically, such a phase-band singularity is essentially a "footprint" of the topological quantum criticality, which separates an AFHOTI from a trivial phase adiabatically connected to a static limit. Strikingly, these singularities feature unconventional dispersion relations that cannot be achieved on any static lattice in 3D, which, nevertheless, resemble the surface physics of 4D topological crystalline insulators. We establish the above higher-order bulk-boundary correspondence through a dimensional reduction technique, which also allows for a systematic classification of 2D AFHOTIs protected by point group symmetries. We demonstrate applications of our theory to two concrete, experimentally feasible models of AFHOTIs protected by $C_2$ and $D_4$ symmetries, respectively. Our work paves the way for a unified theory for classifying and characterizing Floquet topological matters.
• Abstract（参考訳）: 周期駆動あるいはフロッケ系は、静的位相相の確立されたパラダイムを超えた新しい理論的アイデアを必要とする物質の平衡状態において存在しない異常なトポロジー現象を実現することができる。 本研究では,Floquet高次トポロジカル絶縁体 (AFHOTI) の異常を理解するための一般的な枠組みを提供する。 2次元(2D)では、これらのAFHOTIは、Floquetバンドが自明なバンドトポロジーを特徴としているにもかかわらず、特別な準エネルギーに固定された頑健で対称性に保護されたコーナーモードによって定義される。 AFHOTIのコーナーモード物理学は、バルク時間進化作用素の位相スペクトルに存在する3次元ディラック/ワイル様位相特異点によって一般化的に表される。 物理的には、そのような位相バンド特異性は本質的に位相的量子臨界性の「足跡」であり、これはアホティと自明な位相を静的な極限に非接触的に分離するものである。 驚くべきことに、これらの特異点には3次元の静的格子では達成できない非典型的な分散関係があるが、それでも4次元位相結晶絶縁体の表面物理学に似ている。 上記の高次バルク境界対応を次元還元法により確立し、点群対称性によって保護された2次元AFHOTIの体系的な分類を可能にする。 C_2$とD_4$対称性で保護されたAFHOTIの具体的な2つのモデルへの我々の理論の適用を実証する。 我々の研究は、フロッケ位相問題を分類し特徴付ける統一理論への道を開くものである。

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