مجلۀ پژوهش فیزیک ایران

گذار فازهای توپولوژیکی در الگوی کیتائف تعمیم‌یافته با پتانسیل شیمیایی مستقل از زمان و واداشته تناوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

جلیل ناجی 1
سعید انصاری 2
روح الله جعفری 3

1 گروه فیزیک، دانشگاه ایلام، ایلام

2 گروه علوم مهندسی و فیزیک، مرکز آموزش عالی فنی و مهندسی بوئین زهرا، بوئین زهرا

3 دانشکده فیزیک، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان

https://doi.org/10.47176/ijpr.26.1.52112
چکیده
سامانه‌های دور از تعادل واداشته، در مقایسه با سامانه‌های مستقل از زمان، می‌توانند حالت‌های توپولوژیکی غنی‌تری از خود نشان دهند. به‌ویژه، درحالتی که وابستگی زمانی‌ تناوبی است، فازهای توپولوژیکی بروز می‌دهند که نمونۀ مشابه آن‌ها در سامانه‌های در حال تعادل مشاهده نشده است. در این مقاله، گذار فازهای توپولوژیکی در الگوی تعمیم‌یافته کیتائف با پتانسیل شیمیایی وابسته به زمان دوره‌ای را بررسی می‌کنیم. ابتدا نمودار فاز سامانه را در حالت تعادل بررسی می‌کنیم و سپس نشان می‌دهیم که تحریک سامانه، با اعمال پتانسیل شیمیایی مستقل از زمان وابسته به زمان تناوبی، بر فازهای توپولوژیکی و طیف ‌انرژی الگو تأثیر می‌گذارد و نمودار فاز آن را تغییر می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

سامانه‌های دور از تعادل تناوبی
فازهای توپولوژیکی
الگوی کیتائف
موضوعات

عنوان مقاله English

Topological phase transitions in extended Kitaev model ‎with time independent and periodically driven chemical potential

نویسندگان English

Jalil Naji 1
Saeid Ansari 2
Rohollah Jafari 3
1 Department of Physics, Faculty of Science, Ilam University, Ilam, Iran
2 Department of Engineering Sciences and Physics, Buein Zahra Technical University, Buein Zahra, Iran
3 Department of Physics, Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS), Zanjan 45137-66731, Iran
چکیده English

Driven out-of-equilibrium systems exhibit richer topological phases compared to time-independent counterparts. In particular, when the time dependence is periodic, systems manifest topological phases that have not been observed in equilibrium systems. In this paper, we examine topological phase transitions in the extended Kitaev model with the periodically time-dependent chemical potential. First, we analyze the phase diagram of the system in equilibrium case, and then we show that driving the system with a periodically time-dependent chemical potential affects its topological phases and the energy spectrum of the model, thereby altering its phase diagram.

کلیدواژه‌ها English

Periodical out-of-equilibrium systems
Topological phases
Kitaev model
1.       C L Kane and E J. Mele, Phys. Rev. Lett. 9  (2005) 146802.
2.       B A Bernevig, T L Hughes, and S-C Zhang, Science 314 (2006) 1757.
3.       L Fu, C L Kane, and E J Mele, Phys. Rev. Lett. 98 (2007) 106803.
4.       L Fu and C L Kane, Phys. Rev. B 76 (2007) 045302.
5.       D Hsieh, et al., Nature 452 (2008) 970.
6.       M. König, et al., Science 318 (2007) 766.
7.       D J Thouless, M Kohmoto, M P Nightingale, and M den Nijs, Phys. Rev. Lett. 49 (1982) 405.
8.       A Y Kitaev, Phys. Usp. 44 (2001) 131.
9.       J Alicea, Rep. Prog. Phys. 75 (2012) 076501.
10.   M Z Hasan and C L Kane, Rev. Mod. Phys. 82 (2010) 3045.
11.   J Dziarmaga, Adv. Phys. 59 (2010) 1063.
12.   A Polkovnikov, K Sengupta, A Silva, and M Vengalattore, Rev. Mod. Phys. 83 (2011) 863.
13.   A Verdney, J Puig, and F Mintert, Z. Naturforsch 71 (2016) 897.
14.   S Nandy, A Sen, and D Sen, Phys. Rev. X 7 (2017) 031034.
15.   D V Else, W W Ho, and P T Dumitrescu, Phys. Rev. X 10 (2020) 021032.
16.   L D’Alessio and A Polkovnikov, Ann. Phys. 333 (2013) 19.
17.   M Bukov, L D’Alessio, and A Polkovnikov, Adv. Phys. 64 (2015) 139.
18.   J-I Inoue and A Tanaka, Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 017401.
19.   T Kitagawa, E Berg, M Rudner, and E Demler, Phys. Rev. B 82 (2010) 235114.
20.   T Kitagawa, M S Rudner, E Berg, and E Demler, Phys. Rev.A 82 (2010) 033429.
21.   N H Lindner, G Refael, and V Galitski, Nat. Phys. 7 (2011) 490.
22.   M S Rudner, N H Lindner, E Berg, and M Levin, Phys. Rev. X 3 (2013) 031005.
23.   A Gómez-León and G Platero, Phys. Rev. Lett. 110 (2013) 200403.
24.   L Jiang, et al., Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 220402.
25.   T Kitagawa, et al., Nat. Commun. 3 (2012) 882.
26.   A Kundu and B Seradjeh, Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 136402.
27.   Q-J Tong, J-H. An, J Gong, H-G Luo, and C H Oh, Phys.Rev. B 87 (2013) 201109.
28.   J K Asbóth, Phys. Rev. B 86 (2012) 195414.
29.   J K Asbóth and H Obuse, Phys. Rev. B 88 (2013) 121406.
30.   J K Asbóth, B Tarasinski, and P Delplace, Phys. Rev. B 90 (2014) 125143.
31.   T Nag, S Roy, A Dutta, and D Sen, Phys. Rev. B 89 (2014) 165425.
32.   T Nag, D Sen, and A Dutta, Phys. Rev. A 91 (2015) 063607.
33.   A Agarwala, U Bhattacharya, A Dutta, and D Sen, Phys. Rev. B 93 (2016) 174301.
34.   A. Agarwala and D. Sen, Phys. Rev. B 95 (2017) 014305.
35.   D J Luitz, Y Bar Lev, and A Lazarides, Sci.Post Phys. 3 (2017) 029.
36.   D J Luitz, A Lazarides, and Y Bar Lev, Phys. Rev. B 97 (2018) 020303.
37.   M. Grifoni and P. Hänggi, Phys. Rep. 304(1998) 229.
38.   G Casati and B Chirikov, “Quantum Chaos: Between Order and Disorder”, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom, (2006).
39.   R Moessner and S L Sondhi, Nat. Phys. 13 (2017) 424.
40.   L D’Alessio, Y Kafri, A Polokovnikov, and M Rigol, Adv. Phys. 65 (2016) 239.
41.   L D’Alessio and M Rigol, Phys. Rev. X 4 (2014) 041048.
42.   A Lazarides, A Das, and R Moessner, Phys. Rev. E 90 (2014) 012110.
43.   S Blanes, F Casas, J A Oteo, and J Ros, Phys. Rep. 470 (2009) 151.
44.   E S Mananga and T Charpentier, J. Chem. Phys. 135 (2011) 044109.
45.   T Mikami, S Kitamura, K Yasuda, N Tsuji, T Oka, and H Aoki, Phys. Rev. B 93 (2016) 144307.
46.   T Mori, T Kuwahara, and K Saito, Phys. Rev. Lett. 116 (2016) 120401.
47.   T Kuwahara, T Mori, and K Saito, Ann. Phys. 367 (2016) 96.
48.   S Vajna, K Klobas, T Prosen, and A Polkovnikov, Phys. Rev.Lett. 120 (2018) 200607.
49.   M Vogl, P Laurell, A D Barr, and G A Fiete, Phys. Rev. X 9 (2019) 021037.
50.   B Mukherjee, P Mohan, D Sen, and K Sengupta, Phys. Rev. B 97 (2018) 205415.
51.   N Tsuji, T Oka, P Werner and H Aoki, Phys. Rev. Lett. 106 (2011) 236401.
52.   N Goldman and J Dalibard, Phys. Rev. X 4 (2014) 031027.
53.   M Bukov, L D’Alessio, and A Polkovnikov, Adv. Phys. 64 (2015) 139.
54.   P Bogdan, E Jonckheere, and S Schirmer. Chaos, Solitons, & Fractals 103 (2017) 622.
55.   P W Claeys, M Pandey, D Sels and A Polkovnikov, Phys. Rev. Lett. 123 (2019) 090602.
56.   W P Su, J R Schrieffer, and A J Heeger, Phys. Rev. Lett. 42 (1979) 1698.
57.   A Y Kitaev, Sov. Phys.-Usp. 44 (2001) 131.
58.   R Jafari and H Johannesson, Phys. Rev. Lett. 118 (2017) 015701.
59.   S Ansari, J Naji, and R Jafari, Iran. J. Phys. Res. 43 (2026) 25-43 (in Persian).
60.   P Ghosh, J D Sau, S Tewari, and S Das Sarma, Phys. Rev. B 82 (2010) 184525.
61.   M Klett, H Cartarius, D Dast, J Main, and G Wunner, Phys. Rev. A 95 (2017) 053626.
62.   X Wang, T Liu, Y Xiong, and P Tong, Phys. Rev. A 92 (2015) 012116.
63.   G Zhu, S A Yang, C Fang, W M Liu, and Y Yao, Phys. Rev. B 8 (2012) 214415.
64.   J H Shirley, Phys. Rev. 138  (1965) B979.
65.   W Magnus, Commun. Pure Appl. Math.VII (1954) 649.
66.   A Alvermann, H Fehske, J. Comput. Phys. 230 (2011) 5930.
67.   C C Wu, J Sun, F J Huang, Y D Li, and W M Liu, Europhys. Lett. 104 (2013) 27004.
68.   D E Liu, A Levchenko, and H U Baranger1, Phys. Rev. Lett. 111 (2013) 047002.
69.   A Eckardt, C Weiss, and M Holthaus, Phys. Rev. Lett. 111 (2005) 260404.
70.    J-i Inoue and A Tanaka, Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 017401.

XML
اصل مقاله 1.22 M
فایل‌های تکمیلی/اضافی
2-Naji - ABS_EA_F.pdf

صفحه اصلی

راهنمای نویسندگان

ارسال مقاله

داوران

تماس با ما

تحت نظارت وف بومی