(纯计算)马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所Sci. Adv.: 体相HgTe中多重光子场诱导的拓扑态

背景：利用激光脉冲和光子结构（如光学腔）中的电磁场调控量子材料的性质，是凝聚态物理的研究热点，可诱导出超导、拓扑相变等新奇现象。研究目的：本文旨在研究光子结构中的稳态真空涨落能否在体相HgTe中诱导出多种拓扑电子相，并揭示其背后的对称性破缺机制。通过最先进的量子电动力学密度泛函理论计算，系统分析了不同偏振方向和耦合强度下HgTe的电子结构和离子结构变化。结论：研究表明，强光-物质耦合可以重构HgTe的电子与离子结构，通过偏振介导的对称性破缺，成功将体系驱动进入外尔半金属、节线半金属或拓扑绝缘体相。不同的拓扑相取决于样品相对于光子场偏振方向的取向。与激光驱动的动态过程不同，这种由光子-物质杂化带来的稳态对称性破缺，为实现按需调控量子材料性质、丰富拓扑物理现象提供了新途径。