拓扑Haldane模型的实验演示




量子霍尔效应会导致受到拓扑保护的边缘态,该效应过去很长时间被认为只会在一个外部磁场存在的情况下出现。但在1988年,Duncan Haldane提出一个模型,在该模型中这种奇异电子结构的出现并没有这个要求。他提出,在一个具有交错磁通的蜂巢晶格中,量子霍尔效应的必要条件将是材料本身中固有的。这一概念背后的原理后来被用来设计拓扑绝缘体,但Haldane 模型的最初表达形式一直没有在实验室中被观察到过。在本期Nature上,两个小组报告了与Haldane模型相关的进展。Gregor Jotzu等人报告了Haldane模型的首次实现;Pedram Roushan等人介绍了它可以怎样被精确测定。Jotzu等人利用超冷费米子、通过对晶格位置进行环形调制及在相邻点之间产生能量抵消,实现了时间逆转和反对称性(该模型的两个主要要求)的破坏。Roushan等人利用超导量子线路(夹在超导电极之间的一个约瑟夫森结)通过一个量子位实现了一个非相互作用形式的Haldane模型,同时通过一个被称为 “gmon”耦合架构的新的实验设置实现了一个相互作用形式的二量子位Haldane模型。他们的实验设置使其能够通过测定Berry curvature (所有拓扑结构的一个共同特征)来对两种情形都进行表征。


论文原文:Experimental realization of the topological Haldane model with ultracold fermions


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