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李志副教授指导本科生在权威期刊《Physical Review B》发表研究成果

我院李志副教授指导2022级本科生郑易淇同学和2024级研究生李珊忠提出了一个新的准周期模型,即一维几何级数准周期链。通过解析和数研究,揭示了该模型中存在多环嵌套拓扑点隙。相关成果以“Emergent multi-loop nested point gap in a non-Hermitian quasiperiodic lattice”为题,于2025年3月10日在线发表于国际权威期刊《Physical Review B》。

论文链接: https://url.scnu.edu.cn/record/view/index.html?key=b39efaf3792900761f8e486f23f39481

1958年,P.W. Anderson为解释磷扩散实验中的电子输运受阻现象,提出了著名的Anderson局域化理论,成功解释了杂质半导体系统中金属-绝缘体相变的机制。之后,N.F. Mott指出某些系统Anderson相变过程中会存在扩展态和局域态共存的情况,Mott将二者之间的边界称为“迁移率边”。因在磁性和无序体系的电子结构理论方面做出的贡献,P.W. Anderson, N.F. Mott和磁学之父J.H. Van Vleck共享了1977年的诺贝尔物理学奖。Anderson局域化相变和迁移率边理论,深化了人们对半导体器件导电性能的认知,直接影响了后续几十年半导体工业的发展。2019年,物理学家S. Longhi发现在准周期晶格中引入虚相位可以诱导出非平庸的拓扑相。在传统拓扑绝缘体中高拓扑数的研究是非常重要的,然而迄今为止,对于非厄米点隙拓扑的研究只涉及到拓扑数等于1的情况。因此,提出一个能够诱导高拓扑数的新模型对于理解非厄米拓扑相变十分必要且及时的。

郑易淇同学结合在李志老师《数学物理方法》课上学习到的知识,提出了具有几何级数结构势的一维玩具模型。通过对分形维度、能谱结构等物理量的分析,预言了该模型中会涌现多环非厄米点隙。进一步的分析表明,多环嵌套的点隙结构会伴随着迁移率边数量的增多。此外,通过解析分析,当几何级数趋于无穷大时,嵌套的多环点隙会相互靠近并融合,导致极限情况下拓扑绕数回到1。最后,基于里德堡原子阵列系统,团队提出了相关的试验方案。

物理学院2022级本科生郑易淇同学为文章第一作者,2024级博士生李珊忠和李志老师为共同通讯作者,华南师范大学为第一单位。本研究得到国家自然科学基金、科技部重点研发计划项目、原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室开放基金、广东省基础与应用基础研究基金的资助。


(a)模型示意图.(b)多圈嵌套非厄米拓扑点隙.png

(a)模型示意图.(b)多圈嵌套非厄米拓扑点隙.