論文の概要: Nontrivial interband effect: applications to magnetic susceptibility,
nonlinear optics, and topological degeneracy pressure
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.13281v2
- Date: Sun, 28 Mar 2021 08:05:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-06 23:43:43.999676
- Title: Nontrivial interband effect: applications to magnetic susceptibility,
nonlinear optics, and topological degeneracy pressure
- Title（参考訳）: 非自明なバンド間効果:磁気感受性、非線形光学、トポロジカル縮退圧力への応用
- Authors: Nobuyuki Okuma
- Abstract要約: バンド間効果は、従来の固体物理学と現代の固体物理学の両方において重要な概念である。
与えられた規則を破ることなく除去できない非自明なバンド間効果の理論を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The interband effect is an important concept both in traditional and modern
solid-state physics. In this paper, we present a theory of the nontrivial
interband effect, which cannot be removed without breaking given rules. We
define the general nontrivial interband effect by regarding a property of the
set of the total bands of a tight-binding Hamiltonian as the triviality. As
examples of the source of the nontrivial interband effect, we consider several
topological concepts: stable topological insulator, symmetry-based indicator,
fragile topological insulator, and multipole/higher-order topological
insulator. As an application, we calculate the orbital magnetic susceptibility
for tight-binding Hamiltonians with topological properties. In addition, we
consider the mechanical properties induced by the nontrivial interband effect.
We define interband-induced degeneracy pressure, which tends to take a negative
value, and calculate it for the Chern insulator. This calculation demonstrates
the importance of topological band structures in mechanical properties of
solids. We also discuss the application to nonlinear optics characterized by
the polarization difference and the generalization to interacting systems with
entanglement. The framework of the nontrivial interband effect, which includes
topological concepts as subsets, might be useful for finding unexplored
concepts.
- Abstract（参考訳）: バンド間効果は、伝統的および現代の固体物理学において重要な概念である。
本稿では、与えられた規則を破ることなく削除できない非自明なバンド間効果の理論を提案する。
一般の非自明なバンド間効果を、タイト結合ハミルトニアンの全バンド集合の性質を自明性として定義する。
非自明なバンド間効果の源泉として、安定なトポロジカル絶縁体、対称性に基づく指標、脆弱なトポロジカル絶縁体、多極/高次トポロジカル絶縁体などを考える。
応用として、トポロジカル特性を持つ強結合ハミルトニアンに対する軌道磁気感受性を計算する。
さらに,非自明なバンド間効果による機械的特性について考察する。
我々は、負の値を取る傾向があるバンド間縮退圧力を定義し、チャーン絶縁体に対して計算する。
この計算は固体の力学特性におけるトポロジカルバンド構造の重要性を示している。
また、偏光差を特徴とする非線形光学への応用と、絡み合う相互作用系への一般化についても論じる。
位相的概念を部分集合として含む非自明なバンド間効果の枠組みは、未探索の概念を見つけるのに役立つかもしれない。
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