Realizing topological surface states in a lower-dimensional flat band
Notice bibliographique
Résumé
The anomalous surface states of symmetry protected topological (SPT) phases are usually thought to be only possible in conjunction with the higher-dimensional topological bulk. However, it has recently been realized that a class of anomalous SPT surface states can be realized in the same dimension if symmetries are allowed to act in a nonlocal fashion. An example is the particle-hole symmetric half-filled Landau level, which effectively realizes the anomalous surface state of a $3d$ chiral topological insulator (class AIII). A dual description in terms of Dirac composite fermions has also been discussed. Here we explore generalizations of these constructions to multicomponent quantum Hall states. Our results include a duality mapping of the bilayer case to composite bosons with Kramers degeneracy and the possibility of a particle-hole symmetric integer quantum Hall state when the number of components is a multiple of eight. Next, we make a further extension by half-filling other classes of topological bands and imposing particle-hole symmetry. When applied to time-reversal invariant topological insulators, we realize a different chiral class (CII) topological surface state. Notably, half-filling a $3d$ TI band allows for the realization of the surface of the otherwise inaccessible $4d$ topological insulator, which supports an anomalous $3d$ Dirac cone. Surface topological orders equivalent to the $3d$ Dirac cone (from the global anomaly standpoint) are constructed and connections to Witten's SU(2) anomaly are made. These observations may also be useful for numerical simulations of topological surface states and of Dirac fermions without fermion doubling.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,002 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».