拓扑电路入门学习-SSH Model

本文将复现SSH模型

SSH model 背景

SSH model 电路解析解

$\mu ≡ C_0 +C_1 +C_2.$ 哈密顿量, 其色散关系为 $E_{k}=\mu \pm\left|h_{+}\right|=\mu \pm$ $\sqrt{C_{1}^{2}+C_{2}^{2}+2 C_{1} C_{2} \cos k}$.

SSH 电路模型

元胞

我们这里设计两种元胞Pri0Pri1

  • Pri0 提供初始电压 并提供Solver Configuration(simscape 的要求,有且只有一个)
  • Pri1 正常的元胞

以Pri0为例

  • 浅紫色区域是两个不等价子格 AB 其在位能由CA,CB调节
  • V1 V2 是预置的电压测量工具
  • Hopping项由v和w两个电容所描述(单向!)
  • 整个体系共两个电路接口(+ -) 以及四个信号输出(FrequencyA FrequencyB VoltageA VoltageB )

整合后的板子

测量电路

我们准备了该测量电路,测量20个sites的频谱(连入频谱分析仪),测量20个site的电压信号(连入示波器) 40个串口的连接很容易出错,排线要排很久

然后我们10个元胞为一个block 构建80个元胞的长链

闭合回路 v = 1, w = 0.5

运行时间在2min, 对比该尺度的TB应该0.1s不到,但我们做拓扑电路只是做简单模型的对应,目前来看windows-i7单核+matlab,模型类的小型netlist电路都可以胜任,调参以及处理数据方便,可以作为前期的核心,后续可以用hspice对接再测。

80组电压V(t)曲线画在一起

一维傅立叶变换 可以得到v(w)曲线 首先高频也有很多峰值 -> 噪声的影响?

低频也有峰值 我们在数据点中未扣除 充电阶段 可能又影响

变换到k空间和解析频谱对应

闭合回路 v = 1, w = 2

开放电路 v = 1, w = 0.5/2

拓扑平庸与非平庸的情况对比

目前还不清楚 Edge态如何展现

临界点 v = 1, w = 1

HSPICE 复现SSH模型

电容初始化

C in out IC=1V 好像不work 最后用的节点电压

瞬态分析+fft分析

 1.ic v(n0) = 1
 2.tran 0.01ms 1s
 3.fft v(n0)
 4.fft v(n1)
 5.fft v(n2)
 6.fft v(n3)
 7.fft v(n4)
 8.fft v(n5)
 9.fft v(n6)
10.fft v(n7)
11.fft v(n8)
12.fft v(n9)
13.option post=2

HSPICE 子电路

 1* SubCkt
 2*
 3* site:A
 4.SubCkt E_A TONET TOGND  VarC0=1m VarL0=1m InitV=0V
 5C0 TONET TOGND VarC0 IC=InitV
 6L0 TONET TOGND VarL0
 7.ends E_A
 8*
 9* Primitive
10.SubCkt Pri IN OUT TOGND
11+ VarCO =1m VarL0 = 1m InitV = 0V C_v = 1m
12XA IN TOGND E_A
13CAB IN OUT C_v
14XB OUT TOGND E_A
15.ends Pri
16*
17* Pri w Hopping
18.SubCkt PriH IN OUT TOGND
19+ VarCO =1m VarL0 = 1m InitV = 0V C_v = 1m C_w = 2m
20Xpri N0 OUT TOGND Pri
21CBA IN N0 C_w
22.ends PriH
23*

netlist

 1* netlist
 2X1 n0 n1 0 PriH
 3X2 n1 n2 0 PriH
 4X3 n2 n3 0 PriH
 5X4 n3 n4 0 PriH
 6X5 n4 n5 0 PriH
 7X6 n5 n6 0 PriH
 8X7 n6 n7 0 PriH
 9X8 n7 n8 0 PriH
10X9 n8 n9 0 PriH
11X10 n9 n0 0 PriH
12*

结果


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