論文の概要: Robust Topological Bound States in the Continuum in a Quantum Hall Bar with an Anti-dot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.04422v1
• Date: Thu, 7 Dec 2023 16:46:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-08 14:07:01.223315
• Title: Robust Topological Bound States in the Continuum in a Quantum Hall Bar with an Anti-dot
• Title（参考訳）: アンチドット付き量子ホールバーにおける連続体中のロバストなトポロジカル境界状態
• Authors: Ricardo Y. D\'iaz-Bonifaz and Carlos Ram\'irez
• Abstract要約: 連続体(BIC)における境界状態は、正規化可能な波動関数とエネルギーを持つ量子状態である。 BICは電子的低次元固体系に存在すると予測されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Bound states in the continuum (BICs) are quantum states with normalizable wave functions and energies that lie within the continuous spectrum for which extended or dispersive states are also available. These special states, which have shown great applicability in photonic systems for devices such as lasers and sensors, are also predicted to exist in electronic low-dimensional solid-state systems. The non-trivial topology of materials is within the known mechanisms that prevent the bound states to couple with the extended states. In this work we search for topologically protected BICs in a quantum Hall bar with an anti-dot formed by a pore far from the borders of the bar. The bound state energies and wavefunctions are calculated by means of the Recursive S-Matrix method. The resulting bound state energies coexist with extended states and exhibit a pattern complimentary to the Hofstadter butterfly. A symmetry-breaking diagonal disorder was introduced, showing that the BICs with energies far from the Landau levels remain robust. Moreover, the energy difference between consecutive BICs multiplied by the anti-dot perimeter follows the same curve despite disorder. Finally, a BIC-mediated current switching effect was found in a multi-terminal setup, which might permit their experimental detection.
• Abstract（参考訳）: 連続体(BIC)のバウンド状態は、正規化可能な波動関数とエネルギーを持つ量子状態であり、拡張あるいは分散状態も利用できる連続スペクトル内に存在する。 これらの特殊な状態は、レーザーやセンサーなどの装置のフォトニックシステムにおいて大きな応用性を示しており、電子的低次元固体系にも存在すると予測されている。 材料の非自明なトポロジーは、境界状態が拡張状態と結合することを妨げる既知のメカニズムの中にある。 本研究では、バーの境界から遠く離れた孔で形成された反ドットを持つ量子ホールバーで、位相的に保護されたBICを探索する。 境界状態エネルギーと波動関数は再帰的s行列法によって計算される。 得られた境界状態エネルギーは拡張状態と共存し、ホフスタッター蝶に相補的なパターンを示す。 対称破壊性対角線障害を導入し、ランダウレベルから離れたエネルギーを持つBICが頑健であることを示した。 さらに、反ドート周囲に乗じた連続するbic間のエネルギー差は、乱れにもかかわらず同じ曲線に従う。 最後に、BICを介する電流スイッチング効果が、実験的な検出を可能にするマルチ端末で発見された。

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