Higher-order topological phases hidden in quantum spin Hall insulators

拓扑绝缘体 物理 拓扑序 无缝回放 对称保护拓扑序 凝聚态物理 拓扑(电路) 量子自旋霍尔效应 莫特绝缘子 格子(音乐) 量子自旋液体 Chern类 自旋(空气动力学) 量子霍尔效应 量子力学 量子 磁场 电子 自旋极化 几何学 热力学 组合数学 数学 声学
作者
Baokai Wang,Yi-Chun Hung,Xiaoting Zhou,Arun Bansil,Hsin Lin
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:108 (24)
标识
DOI:10.1103/physrevb.108.245103
摘要

Topological materials burgeoned with the discovery of the quantum spin Hall insulators (QSHIs). Since their discovery, QSHIs have been viewed as being ${\mathbb{Z}}_{2}$ topological insulators. This commonly held viewpoint, however, hides the far richer nature of the QSHI state. Unlike the ${\mathbb{Z}}_{2}$ topological insulator, which hosts gapless boundary states protected by the time-reversal symmetry, the QSHI does not support gapless edge states because the spin-rotation symmetry breaks down in real systems. Here, we demonstrate that QSHIs hide higher-order topological insulator phases through two exemplar systems. We first consider the Kane-Mele model under an external field and show that it carries an odd spin Chern number ${\mathcal{C}}_{s}=1$. The model is found to host gapless edge states in the absence of Rashba spin-orbit coupling (SOC). But, a gap opens up in the edge spectrum when SOC is included, and the system turns into a higher-order topological insulator with in-gap corner states emerging in the spectrum of a nanodisk. We also discuss a time-reversal symmetric tight-binding model on a square lattice, and show that it carries an even spin Chern number ${\mathcal{C}}_{s}=2$. This unique phase has been taken to be topologically trivial because of its gapped edge spectrum. We show it supports in-gap corner states and hosts a higher-order topological phase.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
闫佳美完成签到,获得积分10
刚刚
洸彦完成签到 ,获得积分10
6秒前
舒适的藏花完成签到 ,获得积分10
7秒前
小啊刘呀完成签到 ,获得积分10
7秒前
feiyang完成签到 ,获得积分10
8秒前
11秒前
piaoaxi完成签到 ,获得积分10
14秒前
儒雅的山河完成签到 ,获得积分10
14秒前
欢呼的飞荷完成签到 ,获得积分10
15秒前
marc107完成签到,获得积分10
15秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
16秒前
menghongmei完成签到 ,获得积分10
18秒前
冷傲凝琴完成签到,获得积分10
18秒前
cxk完成签到 ,获得积分10
18秒前
千陽完成签到 ,获得积分10
19秒前
20秒前
一行白鹭上青天完成签到 ,获得积分10
22秒前
afar完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
was_3完成签到,获得积分0
24秒前
五月完成签到 ,获得积分10
25秒前
nav发布了新的文献求助10
26秒前
30秒前
buerzi完成签到,获得积分10
32秒前
大气的亦凝完成签到,获得积分10
33秒前
zhanghan完成签到,获得积分10
34秒前
wzk完成签到,获得积分10
40秒前
LaixS完成签到,获得积分10
42秒前
43秒前
要笑cc完成签到,获得积分10
44秒前
乐人完成签到 ,获得积分10
45秒前
mmmc大好发布了新的文献求助10
46秒前
宣宣宣0733完成签到,获得积分10
46秒前
胡质斌完成签到,获得积分10
49秒前
科研通AI5应助好学采纳,获得30
51秒前
52秒前
领导范儿应助科研通管家采纳,获得10
52秒前
mmmc大好完成签到,获得积分10
54秒前
55秒前
小丸子和zz完成签到 ,获得积分10
56秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Revision of the Australian Thynnidae and Tiphiidae (Hymenoptera) 500
Instant Bonding Epoxy Technology 500
Pipeline Integrity Management Under Geohazard Conditions (PIMG) 500
Methodology for the Human Sciences 500
DEALKOXYLATION OF β-CYANOPROPIONALDEYHDE DIMETHYL ACETAL 400
Assessment of adverse effects of Alzheimer's disease medications: Analysis of notifications to Regional Pharmacovigilance Centers in Northwest France 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4361031
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3862221
关于积分的说明 12044807
捐赠科研通 3504332
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1923229
邀请新用户注册赠送积分活动 965459
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 864883