Étude de la topologie d’un système tripartite ; Analyse du modèle de Su-Schrieffer-Heeger couplé à des chaînes semi-infinies non dimérisées
Thesis or Dissertation
2022-04 (degree granted: 2022-10-26)
Author(s)
Advisor(s)
Level
Master'sDiscipline
PhysiqueKeywords
- Modèle de Su-Schrieffer-Heeger (SSH)
- Isolants topologiques
- Topologie
- États de surface
- Solitons
- États fantômes
- Système ouvert
- Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model
- Topological insulators
- Topology
- Edge states
- Solitons
- Ghost states
- Open system
- Decay
- Condensed matter physics / Physique de la matière condensée (UMI : 0611)
Abstract(s)
Nous considérons une chaîne de Su-Schrieffer-Heeger (SSH) à laquelle nous attachons
une chaîne semi-infinie non dimérisée aux deux extrémités. Nous étudions l’effet d’un
tel couplage sur les propriétés du modèle de SSH. En particulier, la représentation d’un
tel système infini sous forme de système effectif fini nous permet d’examiner ses états de
surface topologiques. Nous montrons que, comme ce à quoi on s’attendrait, les états de
surface initiaux évoluent à mesure que le couplage entre les systèmes augmente. Alors que
ce couplage augmente, deux phénomènes sont observés: d’un côté, ces états de surface
disparaissent progressivement, et de l’autre côté, de nouveaux états de surface émergent.
Ces nouveaux états, que nous appelons états fantômes, sont aussi des états de basse énergie.
Une particularité surprenante de ceux-ci est qu’ils sont localisés sur une nouvelle interface:
celle-ci est passée du premier (et dernier) site au deuxième (et avant-dernier) site, ce qui
suggère que la topologie du système est fortement influencée par les chaînes semi-infinies.
La topologie du système tripartite peut être classifiée selon trois régimes. Pour le régime
de faible couplage, le système est dans une phase topologique bien définie; pour de grands
couplages, il est dans sa phase opposée; pour le régime intermédiaire, sa nature topologique
n’est pas encore bien comprise. We consider a Su-Schrieffer-Heeger (SSH) chain to which we attach a semi-infinite undimerized chain (lead) to both ends. We study the effect of the openness of the SSH model on its
properties. In particular, an accurate representation of the infinite system using an effective
Hamiltonian allows us to examine its topological edge states. We show that, as one would
expect, the initial edge states evolve as the coupling between the systems is increased. As this
coupling grows, these states slowly vanish, while a new type of edge states emerge. These new
states, which we refer to as ghost states, are also low-energy states. A surprising property of
these states is that they are localized on a new interface: the interface has moved from the
first (and last) site to the second (and second to last) site. This suggests that the topology of
the system is strongly affected by the leads, with three regimes of behaviour. For very small
coupling the system is in a well-defined topological phase; for very large coupling it is in
the opposite phase; in the intermediate region, its topological nature is yet to be understood.
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