論文の概要: Berry Curvature and Quantum Metric in $N$-band systems -- an
Eigenprojector Approach
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2102.09899v3
- Date: Mon, 9 Aug 2021 18:02:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-10 18:06:09.421541
- Title: Berry Curvature and Quantum Metric in $N$-band systems -- an
Eigenprojector Approach
- Title(参考訳): n$-bandシステムにおけるベリー曲率と量子計量-固有プロジェクタアプローチ
- Authors: Ansgar Graf, Fr\'ed\'eric Pi\'echon
- Abstract要約: N$バンド系では、量子幾何テンソル(QGT)は通常、得られたエネルギー固有状態から計算される。
ここでは、固有射影と(一般化)ブロッホベクトルに基づくQGTに対する別のアプローチが露呈する。
フォーマリズムは、幾何学的および位相的性質が全く異なる3バンドおよび4バンドの多重折りたたみフェルミオンモデルを用いて説明される。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The eigenvalues of a parameter-dependent Hamiltonian matrix form a band
structure in parameter space. In such $N$-band systems, the quantum geometric
tensor (QGT), consisting of the Berry curvature and quantum metric tensors, is
usually computed from numerically obtained energy eigenstates. Here, an
alternative approach to the QGT based on eigenprojectors and (generalized)
Bloch vectors is exposed. It offers more analytical insight than the eigenstate
approach. In particular, the full QGT of each band can be obtained without
computing eigenstates, using only the Hamiltonian matrix and the respective
band energy. Most saliently, the well-known two-band formula for the Berry
curvature in terms of the Hamiltonian vector is generalized to arbitrary $N$.
The formalism is illustrated using three- and four-band multifold fermion
models that have very different geometrical and topological properties despite
an identical band structure. From a broader perspective, the methodology used
in this work can be applied to compute any physical quantity or to study the
quantum dynamics of any observable without the explicit construction of energy
eigenstates.
- Abstract(参考訳): パラメータ依存ハミルトン行列の固有値はパラメータ空間のバンド構造を形成する。
このようなn$バンド系では、ベリー曲率と量子計量テンソルからなる量子幾何学テンソル(qgt)は通常、数値的に得られるエネルギー固有状態から計算される。
ここでは固有射影と(一般化)ブロッホベクトルに基づくQGTに対する別のアプローチが露呈する。
固有状態アプローチよりも分析的な洞察を提供する。
特に、各バンドの全QGTは、ハミルトニアン行列と各バンドエネルギーのみを用いて固有状態を計算することなく得ることができる。
最も注目すべきは、ハミルトニアンベクトルの項におけるベリー曲率のよく知られた2バンド公式は任意の$n$ に一般化される。
この形式は、同一のバンド構造にもかかわらず、幾何学的および位相的性質が全く異なる3バンドと4バンドのマルチフォールドフェルミオンモデルを用いて示される。
より広い視点から見ると、この研究で用いられる方法論は、任意の物理量の計算や、エネルギー固有状態の明示的な構成なしに観測可能な任意の量子力学の研究に応用することができる。
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