論文の概要: Discovery of a topological exciton insulator with tunable momentum order
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15862v2
- Date: Thu, 30 Jan 2025 16:57:56 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-31 18:32:50.792714
- Title: Discovery of a topological exciton insulator with tunable momentum order
- Title（参考訳）: 調整可能な運動量秩序を持つトポロジカルエキシトン絶縁体の発見
- Authors: Md Shafayat Hossain, Tyler A. Cochran, Yu-Xiao Jiang, Songbo Zhang, Huangyu Wu, Xiaoxiong Liu, Xiquan Zheng, Byunghoon Kim, Guangming Cheng, Qi Zhang, Maksim Litskevich, Junyi Zhang, Zi-Jia Cheng, Jinjin Liu, Jia-Xin Yin, Xian P. Yang, Jonathan Denlinger, Massimo Tallarida, Ji Dai, Elio Vescovo, Anil Rajapitamahuni, Hu Miao, Nan Yao, Anna Keselman, Yingying Peng, Yugui Yao, Zhiwei Wang, Luis Balicas, Titus Neupert, M. Zahid Hasan,
- Abstract要約: 関連したトポロジカル材料は、しばしば物理対称性の微妙なバランスを維持している。
対称性の破れが非自明な位相を誘導するケースを見つけることはまれである。
Ta2Pd3Te5では、クーロン相互作用が励起子を形成し、100K以下で凝縮する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.4675813849473665
- License:
- Abstract: Correlated topological materials often maintain a delicate balance among physical symmetries: many topological orders are symmetry protected, while most correlated phenomena arise from spontaneous symmetry breaking. It is rare to find cases where symmetry breaking induces a non-trivial topological phase. Here, we present the discovery of such a phase in Ta2Pd3Te5, where Coulomb interactions form excitons, which condense below 100 K, opening a topological gap and creating a topological excitonic insulator. Our spectroscopy reveals the full spectral bulk gap stemming from exciton condensation. This excitonic insulator state spontaneously breaks mirror symmetries but involves a very weak structural coupling, as indicated by photoemission spectroscopy, thermodynamic measurements, and a detailed structural analysis. Notably, scanning tunneling microscopy uncovers gapless boundary modes in the bulk insulating phase. Their magnetic field response, together with theoretical modeling, suggests a topological origin. These observations establish Ta2Pd3Te5 as the first confirmed topological excitonic insulator in a three-dimensional crystal. This allows to access the associated physics through bulk-sensitive techniques. Furthermore, we uncover another surprising aspect of the topological excitonic insulator, a secondary excitonic instability near 5 K that breaks the translational symmetry. The wavevector of this state shows an unprecedented magnetic field tunability. Thus, we unveil a unique sequence of topological exciton condensations in a bulk crystal, offering new opportunities to study critical behavior and excitations.
- Abstract（参考訳）: 多くのトポロジカル秩序は対称性を保護しているが、ほとんどの相関する現象は自然対称性の破れから生じる。
対称性の破れが非自明な位相を誘導するケースを見つけることはまれである。
ここでは、Ta2Pd3Te5において、クーロン相互作用が100K未満の励起子を形成し、トポロジカルギャップを開き、トポロジカルエキシトニック絶縁体を形成する。
以上の結果から,エキシトン凝縮による全スペクトルバルクギャップが明らかとなった。
この励起絶縁体状態は鏡対称性を自発的に破壊するが、光電子分光法、熱力学測定、詳細な構造解析によって示されるように非常に弱い構造結合を伴う。
特に、走査型トンネル顕微鏡はバルク絶縁相における隙間のない境界モードを明らかにする。
それらの磁場応答と理論モデリングは、トポロジカルな起源を示唆している。
これらの観測により、Ta2Pd3Te5は3次元結晶の中で初めて確認されたトポロジカルエキトニック絶縁体となった。
これにより、バルク感度技術によって関連する物理学にアクセスすることができる。
さらに、トポロジカル・エキトニック・絶縁体(英語版)の別の驚くべき側面、すなわち5K付近の二次的エキトニック・不安定性は、翻訳対称性を破る。
この状態の波動ベクトルは、前例のない磁場のチューニング性を示す。
そこで我々は, バルク結晶中のトポロジカルエキシトン凝縮のユニークな配列を明らかにし, 臨界挙動と励起を研究する新たな機会を提供する。
関連論文リスト
- Long-range interactions in Weyl dense atomic arrays protected from dissipation and disorder [41.94295877935867]
長距離相互作用は多くの量子現象や技術において重要な資源である。
これらの原子性メタマテリアルの分極性バンドを設計して、周波数分離されたワイル点の対を特徴付ける方法を示す。
これらのワイル励起は、その隙間のない性質により同時に長距離である相互作用、ワイル点の位相的保護によるロバストな相互作用、そしてそれらの部分ラジアン性により非コヒーレンスのない相互作用を仲介することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T20:15:16Z) - Quantized Thouless pumps protected by interactions in dimerized Rydberg tweezer arrays [41.94295877935867]
非相互作用の場合、量子化されたThoulessポンプは、位相特異点が断熱的に包囲されているときにのみ発生する。
相互作用の存在下では、そのようなトポロジカル輸送は、システムが相互作用しない特異点に任意に近づくエキゾチックな経路でも持続することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-02-14T16:58:21Z) - Dissipative preparation of a Floquet topological insulator in an optical lattice via bath engineering [44.99833362998488]
フロケット工学は、光学格子中の電荷ニュートラル原子を実現するための重要なツールである。
駆動散逸系はトポロジカル絶縁体に近似することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-07T17:47:50Z) - Higher-order topological Peierls insulator in a two-dimensional
atom-cavity system [58.720142291102135]
我々は、光子を介する相互作用が原子基底状態におけるプラケット配位結合パターンをいかに生み出すかを示す。
このパターンは2Dの非自明なトポロジカルギャップを開き、高次トポロジカル位相ホストコーナー状態をもたらす。
我々の研究は、原子量子シミュレータがいかにして、新しい強相関な位相現象を研究することができるかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-05T10:25:14Z) - Mesoscopic fluctuations in superconductor-topological insulator
Josephson junctions [0.0]
従来の超伝導体間のトポロジカル絶縁体マイクロブリッジからなるジョセフソン接合部の超電流のメソスコピック変動について検討した。
このモデルでは、超伝導体が表面状態のスペクトルのギャップを生じさせるときの強い近接効果と、接合領域を貫通する磁場を説明する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-05-04T18:21:34Z) - Thermoelectric properties of topological chains coupled to a quantum dot [40.19796930944118]
トポロジカルな一次元超伝導体は、異なる種類の対称性によって保護される極度のゼロエネルギーモードを維持することができる。
我々は、最も単純なトポロジカル絶縁体、すなわち、ハイブリッド化された$sp$軌道を持つ原子の鎖を考える。
トポロジカル遷移における装置の導電率とウィーデマン・フランツ比は非常に低い温度で普遍的な値を持つことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-20T22:52:00Z) - Floquet Engineering Ultracold Polar Molecules to Simulate Topological
Insulators [5.6888061544906545]
格子トラップ型超低温極性分子を用いたトポロジカル絶縁体の量子シミュレーションのための短期的実験的青写真を提供する。
従来の方法で存在する物質の3次元トポロジカルな状態を表すホップ絶縁体(Hopf insulator)に注目した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-21T18:00:00Z) - Devil's staircase of topological Peierls insulators and Peierls
supersolids [0.0]
XXZ-Bose-Hubbardモデルで記述した1次元格子上の超低温ボソニック原子の混合物を考える。
スピン自由度における反強磁性相互作用の包含が、デビルの対称性に保護された位相位相の階段をいかに生み出すかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-18T11:58:16Z) - Self-organized topological insulator due to cavity-mediated correlated
tunneling [0.0]
単一粒子力学と大域的相互作用の間の量子干渉からトポロジーが生じるモデルについて議論する。
量子干渉の開始は格子変換対称性を自発的に破壊する。
出現する量子相は、トポロジカル絶縁体であり、半分の充填物で見られる。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-03T13:23:06Z) - Dynamical solitons and boson fractionalization in cold-atom topological
insulators [110.83289076967895]
Incommensurate densities において $mathbbZ$ Bose-Hubbard モデルについて検討する。
我々は、$mathbbZ$フィールドの欠陥が基底状態にどのように現れ、異なるセクターを接続するかを示す。
ポンピングの議論を用いて、有限相互作用においても生き残ることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-24T17:31:34Z) - Observation of Time-Reversal Invariant Helical Edge-Modes in Bilayer
Graphene/WSe$_2$ Heterostructure [0.4899818550820575]
トポロジカル絶縁体はチャーン絶縁体と量子ホール絶縁体相と共に、物質の対称性に保護されたトポロジカル位相のパラダイムと見なされている。
本稿では,二層グラフェン/単層WSe$$のヘテロ構造における時間反転不変ヘリカルエッジの実験的実現について報告する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-23T14:22:32Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。