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通过耦合两个一阶拓扑绝缘器
我们通过耦合两个一阶拓扑绝缘子，从理论上研究了具有角状态的二维二阶拓扑绝缘子的工程。我们发现，两个具有相反拓扑不变的拓扑绝缘子之间的层间耦合导致边缘状态间隙的形成，这对于角状态的出现至关重要。使用有效的汉密尔顿框架，我们阐明拓扑角状态的形成需要在晶体系统中保存对称性，或者对邻近边缘状态的有效质量计数器。我们提出的通过层间耦合诱导角状态的策略是多功能的，并且适用于Z 2拓扑绝缘子和量子异常的效果。我们使用多种代表性模型（包括开创性的Kane-Mele模型，Bernevig-Hughes-Zhang模型和Rashba石墨烯模型）来证明这种方法，以通过层间耦合明确表现出角状态的形成。此外，我们还观察到，耦合Z 2拓扑绝缘系统的堆叠导致形成时间反转的三维二阶二阶节点环半学。值得注意的是，可以将Bernevig-Hughes-Zhang模型堆叠的三维系统转换为二阶Dirac半学，其特征是一维铰链Fermi Arcs。我们通过简单的层间耦合工程二阶拓扑阶段的策略有望推进对二维拼写系统中高阶拓扑绝缘子的探索。
![arXiv:2009.11916v4 [cond-mat.mtrl-sci] 2020 年 12 月 20 日](/simg/g:\will\search\icon\source\8\817874d8fdfcd7e71ef03934f5ed2f9c3a5455b3.webp)
arXiv:2009.11916v4 [cond-mat.mtrl-sci] 2020 年 12 月 20 日
在过去的几十年中，研究人员一直致力于多功能材料的研究，这些材料可用于自旋电子学、光电子学、热电 (TE) 等各种应用。随着对绿色能源需求的激增，TE 材料因其在能源消耗时将相对较小的废热转化为有用能量的能力而受到广泛考虑。已经探索了多种材料用于潜在的半金属和 TE 设备，例如有机 1、硫族化物 2,3、方钴矿 4–6、氧化物 7–12、混合钙钛矿 13–15、三点金属 16、三元化合物 17 和半 Heusler (hH) 合金 18–29。其中，Heusler 化合物自 1903 年发现以来，由于其简单的晶体结构和迷人的特性（包括磁性、半金属性、超导性、光电性、压电半导体、热电性、拓扑绝缘体和半金属 30–38 ），获得了更多的关注。热电材料被应用于日常生活中，以满足全球化社会日益增长的能源需求。高效的 TE 设备（冷却器、发电机、温度传感器等）可以利用大量浪费的热能来发电，反之亦然 39,40 。为此，设备需要更大的性能系数（ZT），这取决于由以下定义的传输特性 41,42
北极冬季冰的气候和年际变异性在ICESAT-ERA
当二维晶体是半导体或半学的二维晶体之间形成的时，低能电子状态会被周期性的新兴汉密尔顿（Emperent Hamiltonian）描述，这些晶体是周期性的，有效地实现了具有10 nm长度尺度的晶状体结合的人工二维晶体。晶格常数足够大，可以使用场效应将每个有效原子的电子数量改变多个，从而使周期表可以在没有化学障碍的情况下进行实验探索。Moiré材料哈密顿量可以通过现象学[1]确定或从晶格规模的DFT计算中得出[2]。近年来，这些Moiré材料已被证明是新物理学的真正令人惊叹的平台，尤其是物理学，在这种物理学中，强烈的电子相关性和术语以新的方式结合在一起。对于基于石墨烯基材料的Moiré材料[1]，非平凡的拓扑是从单个石墨烯片的零点继承的，而在平行堆叠金属二分法元素层的情况下[3，4]它从层之间的耦合中出现。我将在两种已建立的莫伊尔材料类别中的普通和异常的整数和分数量子厅效应，并推测这种物业工程策略可能同样有效的新类别。
时间反转不变的动态压电效应...
weyl semimetals（WSM）中的电荷密度波（CDW）已被证明会诱导一个外来的轴心绝缘相，其中CDW的滑动模式（Phason）充当动力轴承纤维，从而产生大型的正磁磁性[Wang等人。修订版b 87，161107（r）（2013）; Roy等人，物理。修订版b 92，125141（2015）; J. Gooth等人，自然575，315（2019）]。在这项工作中，我们预测动态应变会诱导由CDW覆盖的时间 - 反转 - （Tr-）不变的WSM中的散装轨道磁化。我们将这种效果称为“动态压电效应”（DPME）。与[J. Gooth等人，Nature 575，315（2019）]，在这项工作中引入的DPME发生在散装组合中（即，在散装中的静态和空间均匀，并且不依赖于闪光，例如phason。通过研究低能效果理论和最小的紧密结合（TB）模型，我们发现DPME源自有效的山谷轴纤维，以将电磁体的ELD结合使用，以应变诱导的Pseudo-gauge-gauge-gauge-eLD。尤其是在先前作品中研究的压电效应的特征是2D浆果曲率，而DPME代表了源自Chern-Simons 3-Form的基本3D菌株效应的第一个例子。我们进一步发现，DPME在CDW顺序参数相位的临界值时具有不连续的变化。我们证明，当DPME中有跳跃时，系统的表面会经历拓扑量子相变（TQPT），而整体则保持不变。因此，dpme在trimiant weyl-cdw中提供了边界TQPT的大量标志。
观察多效GDMN2O5
拓扑物理学一直是冷凝物理物理学中最活跃的领域之一，到目前为止，已经发现了一系列新兴现象，包括拓扑绝缘子，半法和超导体，以及它们相关的量子自旋旋转式霍尔效应和主要的巨大效果和大巨大效果等。[1 - 6]。实际上，作为数学的概念，拓扑可以明确或暗示主导各种物理行为，而不限于电子，声音，光子，光子谱带在动量空间中。拓扑结合和铁罗克系统的合并已经产生了一个完全不同的故事，即磁性和/或电动型电动型的真实空间纹理可以是拓扑的，包括天空，梅隆和涡流数量有整数绕组数[7-11]。最近，在一些多表演中已经揭示了拓扑物理学的另一个分支，该分支在特定的磁电（ME）过程中表现出拓扑的绕组行为。例如，对于四倍的钙钛矿TBMN 3 Cr 4 O 12，提出了拓扑不可取向的罗马表面来描述磁性诱导的极化（P）的三维轨迹[12,13]。另一个突破是ME在GDMN 2 O 5中的切换，该5响应磁性周期生成了半MN旋转的拓扑数[14]。有趣的是，这种受拓扑保护的我的过程可以理解为在量子水平上的me曲柄。
微波光谱揭示拓扑约瑟夫森物质的量子几何张量
引言。目前，人们对拓扑非平凡系统中的凝聚态物理学有着浓厚的兴趣。在过去的二十年里，人们做出了巨大的努力来寻找新型拓扑量子物质，如拓扑绝缘体[1,2]、拓扑半金属[3]或拓扑超导体[4]。拓扑相通常与两个能带相交的能带结构中的孤立奇点有关[5,6]。在拓扑超导体的情况下，零能量的Bogoliubov准粒子（称为Majorana零模式）可用于拓扑保护的量子计算[4]。此类系统中零能量模式的存在受到拓扑保护[7]，最近已在超导三端结实验中得到证实[8]。实际上，超导弱链接中的安德烈夫束缚态 (ABS)（也称为约瑟夫森结）也被提议用于实现量子比特 [9,10]。如果将结嵌入射频超导量子干涉装置 (SQUID)，则可以轻松调整 ABS，并且可以通过微波 [11 – 14]、隧穿 [15] 和超电流谱 [16] 进行实验访问和相干操控。最近，据预测，由传统超导体制成的多端约瑟夫森结 (MJJ) 将表现出四 [17 – 22] 和三 [23 – 27] 引线的非平凡拓扑。在这样的系统中，不需要奇异的拓扑材料，尽管多端拓扑纳米线也已被讨论过 [27]。在 MJJ 中，两个终端之间的量化跨导是整数值陈数的表现形式 [17,20,21,27]。或者，弗洛凯在周期驱动的约瑟夫森系统中陈述，其连通性比
激子绝缘子候选ta2nise5和相关...
在狭窄的间隙半导体或半学中，当带隙能量小于电子孔结合能时，电子和孔之间的有吸引力的库仑力可以诱导激发剂绝缘体（EI）基态。图1A中说明了规范相图。EI相在半导体相（E G> 0）和半阶段（E G <0）之间出现。相对向EI状态的相变是电子孔对的Bose-Einstein凝结。如图1b所示，电子和孔之间的有吸引力的库仑力在EI阶段在费米水平上产生带隙。1960年代的开创性理论（Mott，1961; Jerome等，1967; Zittartz，1967; Halperin and Rice，1968）之后进行了更详细的理论著作，揭示了BCS-BEC交叉从半导体侧到相图（Bronold and Fehske，2006; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronord; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; Bronold; 2008; Phan等人，2010年）。尽管有理论成就，但对EIS的实验研究仅限于诸如TM（SE，TE）之类的少数材料（Neuenschwander and Wachter，1990; Bucher等，1991; Wachter等，2004）。ei的性质（se，te）并非部分原因是由于其磁性。Tise 2表现出电荷密度波（Disalvo等，1976）。通过角度分辨光发射光谱（ARPES）研究了电荷密度波的起源（Pillo等，2000； Rossnagel等，2002； Qian等，2007； Zhao等，2007）。虽然在早期
研究/研究人员M. Dresselhaus ...
M. Dresselhaus获得了马萨诸塞州技术学院（MIT）的研究所教授Mildred S. Dresselhaus的国家科学奖章，并获得了1990年国家科学奖章，以纪念她与金属和半学的电子特征，以及具有妇女的科学机会的工作。PrésidentGeorge Bush去年11月在白宫举行了30名专家和工程师的仪式。Fresselhaus的领域一直是固态物理学，重点是电子材料中的结构特性关系。最近，她集中在石墨插座化合物，石墨纤维以及通过静脉和植入来修饰电子材料上。Dresselhaus也因在为科学和工程领域的女性提供更广泛的机会方面的工作而闻名。国会在1959年获得了国家科学勋章，以表彰科学家和工程师的出色贡献，以通过技术的发展或建立技术训练有素的劳动力来改善美国的福祉。在他的讲话中，布什说：“许多日常的荣誉者都是我们如何有效地将科学转化为基本技术的主要例子。我想到的是米莉·德雷斯·塞尔豪斯（Millie Dresselhaus），可以说是她的génération的最重要的物理学家和工程师，他们的辛勤工作有助于彻底改变半导体。”Fresselhaus自1960年以来一直与MIT相关联，他担任电气工程和计算机科学Départaient和Physicsdépartaient的教师任命。她当选为1985年和1990年担任夫人的夫人议员，并曾担任Fourmi材料研究和座谈会组织者的首席编辑。
物质的手性对称高阶拓扑相
高阶拓扑能带理论扩展了物质拓扑相的分类，涵盖了绝缘体[1-13]、半金属[13-18]和超导体[19-31]。它推广了拓扑相的体边界对应性，使得d维n阶拓扑相仅在其(d-n)维边界上具有受保护的特性，例如无带隙态或分数电荷。目前，已知有两种互补机制可产生高阶拓扑相（HOTP）：（1）由于某些 Wannier 中心配置引起的角诱导填充异常[2, 5, 9, 32, 33]，以及（2）边界局域质量域的存在[2, 3, 6 – 8, 34, 35]。这两种机制分别导致了角电荷的分数量子化和角处单个间隙态的存在。在一阶拓扑系统中，还存在保护每个边界上的多个状态的相。这发生在奇数维度的手性对称系统（十重分类中的 AIII 类[36 – 38]）中。例如，在一维系统中，此类相由一个 Z 拓扑变量（称为绕组数 [ 39 , 40 ]）来识别，它将哈密顿量的同伦类归类在第一个同伦群 π 1 [ U ( N )] 内，并对应于每个边界上简并零能态的数量。相反，应用于手性一维系统的 Wannier 中心方法仅根据电偶极矩（由 Wannier 中心的位置给出）是否量化为 0 或 e/ 2 产生 Z 2 分类。因此，从这个意义上说，Wannier 中心方法的范围相对于绕组数的范围较小；它将所有具有偶数绕组数的一维手性对称系统标记为平凡的。观察到 AIII 类 1D 系统具有比 Wannier 中心图提供的更完整的 Z 分类，这表明，类似地，AIII 类 HOTP 可能存在更完整的分类。例如，考虑堆叠 N 个拓扑四极子绝缘体 [1]。如果它们以手性对称方式耦合，则整个系统在每个角将具有 N 个零能态。然而，没有已知的拓扑四极子绝缘体 [2]。
基于碳化聚酰亚胺薄膜的三维微结构频率选择表面用于太赫兹应用
频率选择表面 (FSS) 由周期性排列的一维或二维金属结构组成，由于其频率谐振特性而备受关注。FSS 可以根据其尺寸、形状、厚度和其他参数在特定频率范围内选择性地反射 (带阻) 或透射 (带通) 入射电磁波，这是 FSS 的识别特征。[1] 金属和介电材料结构被广泛用于设计太赫兹 FSS 或滤波器，因为它们具有高机械强度，有助于产生功能化设计。金属 FSS 可以通过反射或吸收电磁干扰来屏蔽，但是，制造所需结构的成本很高，并且正在被碳基材料取代，以获得高频电磁特性，具有合适的成本、重量轻、无腐蚀等特点。[2] 通常，碳基材料以 sp、sp 2 和 sp 3 键合，形成相互连接的碳-碳键的长链，从而产生不同的物理和电性能。 [3] 因此，这类材料可归类为半金属或非电介质材料（如石墨烯、石墨、碳纳米管、碳纳米纤维）[4,5]，因此通过在磁场和电场中应用飞秒激光脉冲产生 THz 脉冲，其纳米复合材料可表现出 THz 光跃迁、光电特性和介电特性。[6–11] 由于存在非局域 π 键电子，这些碳基材料表现出优异的 EMI 屏蔽性能。自由移动的电子与电磁波相互作用，导致反射，在共振频率下具有最大回波损耗值。[12] 过多的电磁能量会损坏周围的电路并引起不必要的噪声脉冲。Liang 等人。报道了竹状短碳纤维@Fe3O4@酚醛树脂和蜂窝状短碳纤维@Fe3O4@FeO复合材料作为高性能电磁波吸收材料，在4-18 GHz范围内成功实现了反射损耗-10 dB。[13]然而，在文献中对碳基材料在THz范围内的表征仍然没有很好的解释，关于碳基材料FSS特性的报道很少。最近，一种利用3D打印制造的碳基FSS吸收器