論文の概要: Non-interacting fractional topological Stark insulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.21501v1
• Date: Tue, 29 Jul 2025 04:49:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-06 15:50:26.147548
• Title: Non-interacting fractional topological Stark insulator
• Title（参考訳）: 非相互作用的な分数的スターク絶縁体
• Authors: Yi-Hong Chen, Si-Yuan Chen, Xin-Chi Zhou, Xiong-Jun Liu,
• Abstract要約: 相互作用のない分数位相位相を$(1+1)$次元で提案する。 平面バンドに適用される線形ポテンシャル勾配は、スターク局在を駆動する。 トポロジカルポンピング条件下での多体状態は, 2pi$の進化期間の後にのみ初期状態に戻ることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.862300564532674
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fractional topological phases, such as the fractional quantum Hall state, usually rely on strong interactions to generate ground state degeneracy with gap protection and fractionalized topological response. Here, we propose a fractional topological phase without interaction in $(1+1)$-dimension, which is driven by the Stark localization on top of topological flat bands, different from the conventional mechanism of the strongly correlated fractional topological phases. A linear potential gradient applied to the flat bands drives the Stark localization, under which the Stark localized states may hybridize and leads to a new gap in the real space, dubbed the real space energy gap (RSEG). Unlike the integer topological band insulator obtained in the weak linear potential regime without closing the original bulk gap, the fractional topological Stark insulating phase is resulted from the RSEG when the linear potential gradient exceeds a critical value. We develop a theoretical formalism to characterize the fractional topological Stark insulator, and further show that the many-body state under topological pumping returns to the initial state only after multiple $2\pi$ periods of evolution, giving the fractional charge pumping, similar to that in fractional quantum Hall state. Finally, we propose how to realize the fractional topological Stark insulator in real experiment.
• Abstract（参考訳）: 分数量子ホール状態のような分数的位相は、通常、ギャップ保護と分数化された位相応答を伴う基底状態の縮退を生成するために強い相互作用に依存する。 ここでは, 1+1)$次元の相互作用のない分数的位相を, 強く相関する分数的位相の従来のメカニズムと異なり, 位相的平坦帯上のスターク局在化によって引き起こされる。 平坦なバンドに適用される線形ポテンシャル勾配は、スターク局在化を駆動し、そこでスターク局在化状態はハイブリッド化され、実空間における新たなギャップ(Real Space Energy gap, RSEG)につながる。 元のバルクギャップを閉じることなく弱い線形ポテンシャル状態で得られる整数トポロジカルバンド絶縁体とは異なり、線形ポテンシャル勾配が臨界値を超えるとRSEGから分数的トポロジカルスターク絶縁相が生じる。 我々は、分数的トポロジカル・スターク絶縁体を特徴づける理論形式を開発し、さらに、トポロジカル・ポンピングの下での多体状態が、数回の2/pi$の進化の後にのみ初期状態に戻ることを示し、分数的な量子ホール状態と同様の分数的な電荷ポンピングを与える。 最後に,実実験における分数的トポロジカルスターク絶縁体の実現法を提案する。

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