近日，我院量子精密测量团队与低维半导体材料设计与器件模拟团队与山西大学合作在二维高阶拓扑系统中的动力学相变研究取得进展。相关成果以“Dynamical topological quantum phase transitions in high-order topological systems”为题发表在《PHYSICAL REVIEW B》（Phys. Rev. B 110, 064306 (2024).）。

图1 d-波配对的边界阻塞高阶拓扑系统中的动力学相变

拓扑绝缘体和量子霍尔效应的发现极大的促进有关寻找新物态的研究，越来越多的新奇拓扑物相被发现。这些拓扑相具有一个共同的特点，它们拓扑性质可以用一个整数的非局域不变量来刻画，例如陈数。不同拓扑相间的转变可以用这些拓扑不变量的非连续改变来表征。这类平衡态的拓扑相变已经得到了很好的研究，但是有关量子系统的非平庸拓扑结构诱导的偏离平衡态条件下表现出的拓扑特征的研究近期才开始。其中动力学相变的概念被提出来理解量子系统在非平衡态下的一般性质。通过对边界阻塞的高阶拓扑系统和本征高阶拓扑超导系统中的非平衡动力学相变的研究，我们发现在边界阻塞的高阶拓扑系统中，也存在动力学相变，但其并不和拓扑相变的发生唯一绑定。这一发现拓展了拓扑系统的动力学相变的研究。通过对比边界阻塞的高阶拓扑系统和本征高阶拓扑系统的动力学相变的区别，我们发现研究动力学相变能够帮助我们区分不同的高阶拓扑系统，而不需要依赖于具体拓扑不变量的定义。

该工作能拓展研究者对平衡态拓扑相变和非平衡态拓扑相变之间联系的理解。合肥工业大学为论文第一单位，我院教师肖海校为论文第一作者，我院李中军教授、陈冰教授和山西大学申恒教授为论文通讯作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和安徽省自然科学基金等项目的支持。

文章链接：https://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevB.110.064306

肖海校/图、文        高伟清/审核