論文の概要: Non-Hermitian Higher-Order Dirac Semimetals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.14914v1
• Date: Mon, 28 Jun 2021 18:01:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-24 21:53:42.287354
• Title: Non-Hermitian Higher-Order Dirac Semimetals
• Title（参考訳）: 非エルミート高次ディラック半金属
• Authors: Sayed Ali Akbar Ghorashi, Tianhe Li, Masatoshi Sato, Taylor L. Hughes
• Abstract要約: 3次元非エルミート高次ディラック半金属(NHHODSM)の研究 その結果, バルクおよび表面がそれぞれ反PT対称, PT対称であることを示す。 また、表面のERFを繋ぐ本当のヒンジ弧も見つかる。
• 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: In this article we study 3D non-Hermitian higher-order Dirac semimetals (NHHODSMs). Our focus is on $C_4$-symmetric non-Hermitian systems where we investigate inversion ($\mathcal{I}$) or time-reversal ($\mathcal{T}$) symmetric models of NHHODSMs having real bulk spectra. We show that they exhibit the striking property that the bulk and surfaces are anti-PT and PT symmetric, respectively, and so belong to two different topological classes realizing a novel non-Hermitian topological phase which we call a \emph{hybrid-PT topological phases}. Interestingly, while the bulk spectrum is still fully real, we find that exceptional Fermi-rings (EFRs) appear connecting the two Dirac nodes on the surface. This provides a route to probe and utilize both the bulk Dirac physics and exceptional rings/points on equal footing. Moreover, particularly for $\mathcal{T}$-NHHODSMs, we also find real hinge-arcs connecting the surface EFRs. We show that this higher-order topology can be characterized using a biorthogonal real-space formula of the quadrupole moment. Furthermore, by applying Hermitian $C_4$-symmetric perturbations, we discover various novel phases, particularly: (i) an intrinsic $\mathcal{I}$-NHHODSM having hinge arcs and gapped surfaces, and (ii) a novel $\mathcal{T}$-symmetric skin-topological HODSM which possesses both topological and skin hinge modes. The interplay between non-Hermition and higher-order topology in this work paves the way toward uncovering rich phenomena and hybrid functionality that can be readily realized in experiment.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,3次元非エルミート高次ディラックセミメタル(nhhodsms)について述べる。 我々の焦点は、実バルクスペクトルを持つNHHODSMの反転($\mathcal{I}$)または時間反転($\mathcal{T}$)対称モデルを研究する$C_4$-symmetric non-Hermitianシステムである。 これらの結果は, バルクと表面がそれぞれ反ptとpt対称であることを示し, 新たな非エルミート位相相を実現する2つの異なる位相クラスに属することを示した。 興味深いことに、バルクスペクトルはまだ完全に現実的であるが、表面上の2つのディラックノードを接続する例外的なフェルミ環(EFR)が現れる。 これにより、バルクディラック物理学と等距離での例外環/点の両方を探索し利用するための経路が提供される。 さらに、特に$\mathcal{T}$-NHHODSM の場合、表面 EFR を接続する真のヒンジ弧も見つかる。 この高次位相は、四重極モーメントの直交実空間式を用いて特徴づけられることを示す。 さらに、Hermitian $C_4$-symmetric 摂動を適用することで、様々な新しい位相、特に: (i)ヒンジ弧と隙間面を有する固有の$\mathcal{I}$-NHHODSM (ii)位相ヒンジモードと皮膚ヒンジモードの両方を有する新規な$\mathcal{t}$-symmetric skin-topological hodsm。 この研究における非ヘルミッションと高階トポロジーの相互作用は、実験で容易に実現できるリッチな現象とハイブリッドな機能を明らかにする道を開く。

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