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Topological magnetic crystalline insulators and corepresentation theory

机译：拓扑磁晶绝缘子和铁心​​表示理论

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Gapless surface states of time reversal invariant topological insulators are protected by the antiunitary nature of the time-reversal operation. Very recently, this idea was generalized to magnetic structures, in which time-reversal symmetry is explicitly broken, but there is still an antiunitary symmetry operation combining time-reversal symmetry and crystalline symmetry. These topological phases in magnetic structures are dubbed "topological magnetic crystalline insulators." In this work, we present a general theory of topological magnetic crystalline insulators in different types of magnetic crystals based on the corepresentation theory of magnetic crystalline symmetry groups. We construct two concrete tight-binding models of topological magnetic crystalline insulators, the C_4Θ model and the τΘ model, in which topological surface states and topological invariants are calculated explicitly. Moreover, we check different types of antiunitary operators in magnetic systems and find that the systems with C_4Θ, C_6Θ, and τΘ symmetry are able to protect gapless surface states. Our work will pave the way to search for topological magnetic crystalline insulators in realistic magnetic materials.
机译：逆时不变拓扑绝缘子的无间隙表面状态受到逆时操作的抗统一性的保护。最近，这个想法被推广到磁性结构，在这种结构中，时间反转的对称性被明确打破，但是仍然存在着将时间反转的对称性和晶体对称性结合起来的反unit对称性。磁性结构中的这些拓扑相称为“拓扑磁性晶体绝缘体”。在这项工作中，我们基于磁晶对称群的核心表示理论，介绍了不同类型的磁晶中的拓扑磁晶绝缘子的一般理论。我们构建了两个具体的拓扑磁性晶体绝缘子紧密结合模型，即C_4Θ模型和τΘ模型，其中明确计算了拓扑表面状态和拓扑不变量。此外，我们检查了磁性系统中不同类型的反unit算子，发现具有C_4Θ，C_6Θ和τΘ对称性的系统能够保护无间隙表面状态。我们的工作将为在现实的磁性材料中寻找拓扑磁性晶体绝缘体铺平道路。

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