<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">861242</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2022.861242</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Topological States in Two-Dimensional Su-Schrieffer-Heeger Models</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Li</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Inclined 2D SSH Models</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Chang-An</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1647060/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Institute for Theoretical Physics and Astrophysics</institution>, <institution>University of W&#xfc;rzburg</institution>, <addr-line>W&#xfc;rzburg</addr-line>, <country>Germany</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>School of Science</institution>, <institution>Westlake University</institution>, <addr-line>Hangzhou</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1334633/overview">Rui Wang</ext-link>, Chongqing University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/298527/overview">Rafael A. Molina</ext-link>, Spanish National Research Council (CSIC), Spain</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/299255/overview">Mingda Li</ext-link>, Massachusetts Institute of Technology, United&#x20;States</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Chang-An Li, <email>changan.li@uni-wuerzburg.de</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Condensed Matter Physics, a section of the journal Frontiers in Physics</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>16</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2022</year>
</pub-date>
<volume>10</volume>
<elocation-id>861242</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>24</day>
<month>01</month>
<year>2022</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>01</day>
<month>03</month>
<year>2022</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2022 Li.</copyright-statement>
<copyright-year>2022</copyright-year>
<copyright-holder>Li</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these&#x20;terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>We study the topological properties of the generalized two-dimensional (2D) Su-Schrieffer-Heeger (SSH) models. We show that a pair of Dirac points appear in the Brillouin zone (BZ), consisting a semimetallic phase. Interestingly, the locations of these Dirac points are not pinned to any high-symmetry points of the BZ but tunable by model parameters. Moreover, the merging of two Dirac points undergoes a novel topological phase transition, which leads to either a weak topological insulator or a nodal-line metallic phase. We demonstrate these properties by constructing two specific models, which we referred as type-I and type-II 2D SSH models. The feasible experimental platforms to realize our models are also discussed.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>su-schrieffer-heeger (SSH) models</kwd>
<kwd>topological states</kwd>
<kwd>two-dimensions</kwd>
<kwd>Dirac points</kwd>
<kwd>topological phase transitions</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Topological phases of matter have attracted tremendous research interests in recent decades [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. Among those famous topological models, the 1D Su-Schrieffer-Hegger (SSH) model provides a prototype and simple model endowed with rich physics to investigate topological phenomena in condensed matter physics [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. It exhibits fascinating topological properties such as the topological phase transitions associated with Zak phase and fractional fermions number at the ends of the sample [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. It also helps to clarify the theory of bulk polarization based on Berry phase [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>], which has wide and deep impacts on condensed matter physics in recent decades, especially on the development of topological band insulators [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>,&#x20;<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>].</p>
<p>Recently, the 1D SSH model has been extended to 2D on a square lattice. For instance, Liu et&#x20;al. found that the 2D SSH model shows nontrivial topological phases even the Berry curvature is zero in the whole BZ [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Benalcazar et&#x20;al<italic>.</italic> extended the 1D SSH model to two-, and three-dimensional systems with a <italic>&#x3c0;</italic>-flux inserted at each plaquette of the lattice. The proposed Benalcazar-Bernevig-Hughes (BBH) models hold quantized bulk quadrupole and octupole moments in 2D and 3D, respectively [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Similar to 1D SSH model, bound states carrying fractional charges exist at the corners of the system. Thus the BBH provides a concert example for the higher-order topological insulators (HOTIs). Such HOTIs generalize the conventional bulk-boundary correspondence. Typically, a topological bulk state in <italic>d</italic>-dimension has robust (<italic>d</italic>&#x20;&#x2212; 1)-dimensional boundary states. Nevertheless, HOTIs have localized states at boundaries that are two or three dimensions lower than the bulk. The HOTIs have consequently attracted both theoretical and experimental interest over past years [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>], and the higher-order topological protection has been extended to superconductors [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>] and semimetals [<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>].</p>
<p>Since several types of 2D SSH models are possible when generalizing the 1D SSH model, it is thus natural to ask whether these models exhibit interesting topological properties. In this work, we investigate the properties of two typical kinds of 2D SSH models. Remarkably, we find that these models have rich topological phases. In the semimetallic phase, a pair of Dirac points appear in the BZ. Interestingly, the locations of the Dirac points are not pinned but can be easily tuned by continuous parameter modulations without breaking any symmetries. The merging of two Dirac points will experience a novel topological phase transition which transform the system to either a weak topological insulator or a nodal-line metallic phase. We demonstrate the topological properties of these different phases by employing two independent winding numbers together with boundary signatures and symmetry arguments. We also discuss how to realize our model experimentally based on synthetic quantum materials.</p>
<p>The remainder of this paper is organized as follows. <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> introduces the type-I 2D SSH model and its band structure. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> presents the semimetallic phases of the type-I 2D SSH model. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> shows the anisotropic nature of type-I 2D SSH model. <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> considers properties of type-II 2D SSH model. Finally, we conclude our results with a discussion in <xref ref-type="sec" rid="s6">Section&#x20;6</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2&#x20;Type-I Two-Dimensional Su-Schrieffer-Heeger Model</title>
<p>Let us focus on the type-I 2D SSH model first [<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>]. We consider a type-I 2D SSH model as shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#x20;1A</xref>, where the weak (thin) bonds and strong (thick) bonds are alternately dimerized along the two adjacent parallel lattice rows (<italic>x</italic>-direction) or columns (<italic>y</italic>-direction). The four orbital degrees of freedom in each unit cell are labeled as 1&#x2013;4. For clarity, we consider spinless fermions. The lattice Hamiltonian is<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m1">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m2">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is the creation operator for the degree of freedom <italic>i</italic> in the unit cell&#xa0;<bold>R</bold> with <italic>i</italic>&#x20;&#x3d; 1, 2, 3, 4, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#x20;1A</xref>. Transforming it into the reciprocal space, the effective Bloch Hamiltonian describing the type-I 2D SSH model reads<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m3">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m4">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>;</mml:mo>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>where <bold>k</bold> &#x3d; (<italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>) is the 2D wave-vector; <italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>/<italic>y</italic>
</sub> are the staggered hopping amplitudes along <italic>x</italic>/<italic>y</italic>-directions. For simplicity, we put the lattice constant to be unity and assume <italic>t</italic>&#x20;&#x3e; 0 hereafter. From its off-diagonal form, the Hamiltonian in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref> respects chiral (sublattice) symmetry. Explicitly, the chiral symmetry is <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m5">
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with the chiral-symmetry operator <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m6">
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>&#x3c4;</italic> and <italic>&#x3c3;</italic> are Pauli matrices for different orbital degrees of freedom in the unit cell. The energy bands and corresponding wave functions can be obtained analytically. The energy bands of <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref> are<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m7">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>where we have defined <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m8">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m9">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>, and <italic>&#x25b;</italic>
<sub>
<italic>&#x3b7;</italic>
</sub>(<bold>k</bold>) &#x2261; <italic>&#x3be;</italic>
<sub>
<italic>&#x3b7;</italic>
</sub>(<bold>k</bold>) &#x2b; <italic>i&#x3b6;</italic>
<sub>
<italic>&#x3b7;</italic>
</sub>(<bold>k</bold>) with <italic>&#x3b7;</italic> &#x3d; &#xb1;1. The convenient form of energy bands <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref> will help us to locate the Dirac points and identify the phase diagram of the system.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> Schematic of the type-I 2D SSH lattice. Blue (red) thick and thin bonds mark alternately dimerized hopping amplitudes in <italic>x</italic>(<italic>y</italic>)-direction. <bold>(B)</bold> The full phase diagram of the type-I 2D SSH model in the parameter space (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>). The shadowed region represents the semimetals (SMs) with a pair of Dirac points. The orange dashed line at <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> corresponds to a nodal-line metallic phase. Other regions are the weak topological insulators.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-10-861242-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Semimetallic Phases</title>
<p>The type-I 2D SSH model actually possesses three different topological phases, as shown in the phase diagram <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#x20;1B</xref>. Here we first discuss the semimetallic phase with a pair of Dirac points within the region &#x7c;<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>&#x7c; &#x3c; 2<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2260; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>. Due to the presence of chiral symmetry, the conduction and valence bands touch at zero energy (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2A</xref>). Thus, the existence of Dirac points is constrained by the conditions <italic>&#x3be;</italic>
<sub>
<italic>&#x3b7;</italic>
</sub>(<bold>k</bold>) &#x3d; <italic>&#x3b6;</italic>
<sub>
<italic>&#x3b7;</italic>
</sub>(<bold>k</bold>) &#x3d; 0. Consequently, we find a pair of Dirac points located at <bold>K</bold>
<sub>&#xb1;</sub> &#x2261;&#xb1;(<italic>K</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, &#x2212; <italic>K</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>), where <italic>K</italic>
<sub>
<italic>x</italic>/<italic>y</italic>
</sub> are given by<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m10">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>arccos</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>
</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Band structure in different phases of type-I 2D SSH model. <bold>(A)</bold> Band structure in the semimetallic phase with <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 0.2<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0.8<italic>t</italic>. <bold>(B)</bold> Band structure for the nodal-line metallic phase with <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0.5<italic>t</italic>. <bold>(C)</bold> Band structure for a critical phase point with <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 1.6<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0.4<italic>t</italic>. <bold>(D)</bold> Band structure for the weak topological insulators with <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 1.6<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1.2<italic>t</italic>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-10-861242-g002.tif"/>
</fig>
<p>Astonishingly, the Dirac points are not pinned to any high-symmetry points but are highly tunable by parameter modulations. If we consider a simple parameterization with <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>s</italic>&#x20;&#x2208; [0, <italic>t</italic>], <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; <italic>t</italic>&#x20;&#x2212; <italic>s</italic>, and <italic>t</italic>&#x20;&#x3d; 1, we find that the relation <italic>K</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>K</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 2<italic>&#x3c0;</italic>/3 holds true. As a result, the Dirac points move along a line segment when we vary the parameter <italic>s</italic>. Interestingly, no symmetries are broken as we move around Dirac points by variation of <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>. The Dirac points are topologically protected by a quantized charge <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m11">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x222e;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi>Tr</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2207;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, where the loop <italic>&#x2113;</italic> is chosen such that it encircles a single Dirac point <bold>K</bold>
<sub>&#xb1;</sub> [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>]. In essence, it is based on the <italic>&#x3c0;</italic> Berry phase, which is actually the same as in graphene. The two Dirac points in the BZ have opposite topological charges <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m12">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. They annihilate each other when they meet in <bold>k</bold>-space.</p>
<p>Let us then turn to the nodal-line metallic phase under the specific condition <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> [<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2B</xref>]. From <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">Eq. 4</xref>, we find that the system exhibits a gapless nodal line at<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m13">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">f</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The appearance of a gapless nodal line is a direct consequence of accidental mirror symmetry along the line <italic>x</italic>&#x20;&#x2b; <italic>y</italic>&#x20;&#x3d; 0. In momentum space, the mirror symmetry is expressed as <italic>MH</italic>(<italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>)<italic>M</italic>
<sup>&#x2212;1</sup> &#x3d; <italic>H</italic>( &#x2212;<italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>, &#x2212; <italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>). Note that the Hamiltonian <italic>H</italic>(<bold>k</bold>) commutes with the mirror operator <italic>M</italic> along the nodal-line <italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0. Therefore, we can label the eigen states of the Hamiltonian <italic>H</italic>(<bold>k</bold>) by the eigen states of mirror operator <italic>M</italic> as<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m14">
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We further note that the mirror operator commute with the chiral symmetry operator, i.e.,&#x20;<inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
</inline-formula>. Therefore, we can show that <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m16">
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula> is also an eigenstate of <italic>M</italic> with eigen value &#x2b;1. Moreover, <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m17">
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula> is eigenstate of <italic>H</italic>(<bold>k</bold>) with energy &#x2b; <italic>E</italic>. Actually, the chiral symmetry maps the state &#x7c; &#x2b; &#x27e9; with energy &#x2b; <italic>E</italic> to state <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m18">
<mml:mi mathvariant="script">C</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula> with energy &#x2212; <italic>E</italic>. This implies that those states are degenerated states at energy <italic>E</italic>&#x20;&#x3d;&#x20;0.</p>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Weak Topological Insulating Phases</title>
<p>The merging of two Dirac points can transfer the system from the semimetallic phase to a weak topological insulator, which provides a novel type of topological phase transition. <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2C</xref> presents the band structure at the critical merging points, at which the spectrum stays linear along one direction while becomes parabolic along another direction [<xref ref-type="bibr" rid="B45">45</xref>]. Specifically, the weak topological insulators is located in the region &#x7c;<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>&#x7c; &#x3e; 2<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2260; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>. The weak topological insulators possess a direct band gap, see <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2D</xref>. It is described by two winding numbers (<italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>) with one of them being one and the other being zero. The winding number is defined as<disp-formula id="equ1">
<mml:math id="m19">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</disp-formula>for arbitrary <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>/<italic>x</italic>
</sub> &#x2208; [0, 2<italic>&#x3c0;</italic>]. Actually, this weak topological insulators can be further divided into two subphases: (i) <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 1, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0 (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3e; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> and &#x7c;<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>&#x7c; &#x3e; 2<italic>t</italic>) and (ii) <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 0, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1 (<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3c; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> and &#x7c;<italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x2b; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>&#x7c; &#x3e; 2<italic>t</italic>). When <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 1, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0 (<italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 0, <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1), the system is nontrivial along <italic>x</italic>(<italic>y</italic>)-direction and trivial along <italic>y</italic>(<italic>x</italic>)-direction. It is clear that once crossing the boundary <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> the system will shift from subphase (i) to subphase (ii) or vice versa. Correspondingly, a totally flat edge band exists in the gap of the energy spectrum of a ribbon along <italic>x</italic>(<italic>y</italic>)-direction for the subphase (i) [subphase (ii)]. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3A,B</xref> present the band structure of a ribbons along <italic>x</italic>- and <italic>y</italic> -direction, respectively, for the subphase (ii). The flat edge bands exist only in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#x20;3A</xref>. Notably, neither the topologically trivial insulator with <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 0 nor the nontrivial phase with <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>w</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1 appear in the inclined 2D SSH&#x20;model.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> Energy spectrum of a ribbon along <italic>x</italic>-direction with width <italic>W</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 20. Notice the flat band at zero energy. <bold>(B)</bold> Energy spectrum of the ribbons along <italic>y</italic>-direction with width <italic>W</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 20. <bold>(C)</bold> Wannier bands <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> as a function of <italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>. <bold>(D)</bold> Wannier bands <italic>&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> as a function of <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>. The other parameters are <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 1.2<italic>t</italic> and <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1.8<italic>t</italic>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-10-861242-g003.tif"/>
</fig>
<p>Furthermore, the calculation of Wannier bands can also provide consistent results with that of <italic>w</italic>
<sub>
<italic>x</italic>/<italic>y</italic>
</sub> to identify the topological properties. Specifically, the Wilson loop operator parallel to <italic>y</italic> direction is constructed as [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>].<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m20">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where each projection operator is defined as <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m21">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>occ</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2329;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m22">
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula> being the <italic>n</italic>-th eigen state of occupied bands at point (<italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>, <italic>m&#x3b4;k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x2b; <italic>k</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>), and <italic>m</italic> is an integer taking values from {1, 2, &#x2026;, <italic>N</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>}. The projection method can avoid the arbitrary phase problem in numerical realizations. Here <italic>N</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> is the number of unit cells, <italic>n</italic> is the band index, and <italic>N</italic>
<sub>occ</sub> is the number of occupied bands. Note that <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m23">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> has dimension of <italic>N</italic> now with <italic>N</italic> being the total bands number. After projection onto the occupied bands at base point <bold>k</bold>, there is <italic>N</italic>
<sub>occ</sub> &#xd7; <italic>N</italic>
<sub>occ</sub> matrix <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m24">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> that defines a Wannier Hamiltonian <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m25">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from the relation <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m26">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>exp</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The eigen values of <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m27">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> give the Wannier bands 2<italic>&#x3c0;&#x3b8;</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub>(<italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub>) associated with eigen states <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m28">
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x232a;</mml:mo>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>j</italic>&#x20;&#x2208; {1, 2, &#x2026;, <italic>N</italic>
<sub>occ</sub>}. The Wannier bands plotted in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3C,D</xref> are corresponding to the cases in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3A,B</xref>. It is clear the two occupied bands in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#x20;3C</xref> gives a quantized half-integer polarization while the two occupied bands in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure&#x20;3D</xref> gives a zero polarization (mod 1). The quantized half-integer polarization indicates the nontrivial topological properties.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5&#x20;Type-II Two-Dimensional Su-Schrieffer-Heeger Model</title>
<p>Now, let us consider another similar model: the type-II 2D SSH model, in which the alternatively dimerization pattern is shown in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#x20;4A</xref>. The lattice Hamiltonian reads as<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m29">
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2020;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>
<bold>(A)</bold> Schematic of the type-II 2D SSH lattice. Blue (red) thick and thin bonds mark alternately dimerized hopping amplitudes in <italic>x</italic>(<italic>y</italic>)-direction. <bold>(B)</bold> The band structure with at pair of Dirac points. Her we take <italic>t</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 0.4<italic>t</italic>, <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3d; 1.2<italic>t</italic>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-10-861242-g004.tif"/>
</fig>
<p>The type-II model has many similarities with the type-I model, thus we just focus on the semimetallic phase with Dirac points here. The effective Bloch Hamiltonian describing the type-II 2D SSH model has the same form as <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">Eq. 2</xref> but with the off-diagonal parts replaced as<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m30">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Its energy bands are<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m31">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>where we have defined the functions as <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m32">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m33">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m34">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>sin</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m35">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>. The type-II model has a glide-mirror symmetry: performing a mirror symmetry <italic>M</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> and then a half translation <italic>g</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> along <italic>y</italic>-direction, the system goes back to itself.</p>
<p>Its Dirac points are located along <italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; 0 (or <italic>k</italic>
<sub>
<italic>x</italic>
</sub> &#x3d; <italic>&#x3c0;</italic>) when <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3e; 0 (or <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3c; 0) (see <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure&#x20;4D</xref>). Explicitly, the Dirac points locate at <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>arccos</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3e; 0 or <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>arccos</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3c; 0. Corresponding, the physical solutions hold under the condition <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m38">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m39">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula>. The effective Hamiltonian close to the Dirac points can also be obtained analytically. For simplicity, let us focus on the case of <italic>t</italic>
<sub>
<italic>y</italic>
</sub> &#x3e; 0. To this end, we need to get the two zero-energy eigen states at the Dirac points as a basis and then project the full Hamiltonian to the basis. Finally, the effective Hamiltonian is expressed as<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m40">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>eff</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m41">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m42">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>sgn</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s6">
<title>6 Discussion and Conclusion</title>
<p>Here we discuss how to realize our proposals experimentally. The most important ingredient is the controllable nearest-neighbor couplings between sites on the square lattice. Fortunately, such techniques have been developed in synthetic quantum materials such as photonic and acoustic crystals [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B49">49</xref>], electric circuits [<xref ref-type="bibr" rid="B50">50</xref>], and waveguides [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B51">51</xref>]. For instance, to realize our model in an acoustic system, the 3D printed &#x201c;atoms&#x201d; can be arranged to a square lattice with four contained in each unit cell and the alternately dimerized couplings between neighbors can be modulated the diameters that the sound wave go through. Another feasible platform to realize our model is based on ultracold gases in optical lattices [<xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>], in which the lattice geometry and hopping strengths are adjustable.</p>
<p>Note that our results are distinctively different from recent reports to realize Dirac states in square lattices [<xref ref-type="bibr" rid="B54">54</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B56">56</xref>]. These proposals require necessary <italic>&#x3c0;</italic> fluxes on each plaquette, and the Dirac points are pinned to boundaries of the BZ, which may makes it more difficult to detect experimentally. While our 2D SSH model does not require delicate manipulations of external flux. Interestingly, our models even provide platforms to realize the so called toric-code insulator&#x20;[<xref ref-type="bibr" rid="B56">56</xref>].</p>
<p>In conclusion, we have proposed the 2D SSH models on a square lattice to realize tunable Dirac states. We have found that the locations of Dirac points are not pinned in the BZ but movable by parameter modifications. The merging of two Dirac points leads to a topological phase transition, which converts the system from a semimetallic phase to either a nodal-line metallic or a weak topological insulator. We expect that our model can be realized in different metamaterial platforms.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s7">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary Material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Author Contributions</title>
<p>C-AL initiated the project, derived the results and wrote the manuscript.</p>
</sec>
<sec id="s9">
<title>Funding</title>
<p>This work was supported by the DFG (SPP1666 and SFB1170 &#x201c;ToCoTronics&#x201d;), the W&#xfc;rzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat, EXC2147, Project-id 390858490, and the Elitenetzwerk Bayern Graduate School on &#x201c;Topological Insulators&#x201d;, and the NSF of Zhejiang under Grant No. Q20A04005.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s10">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ack>
<p>The author acknowledges S. B. Zhang, S. J.&#x20;Choi, B. Fu, and B. Trauzettel for helpful discussions.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qi</surname>
<given-names>X-L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S-C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Topological Insulators and Superconductors</article-title>. <source>Rev Mod Phys</source> (<year>2011</year>) <volume>83</volume>:<fpage>1057</fpage>&#x2013;<lpage>110</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.83.1057</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hasan</surname>
<given-names>MZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kane</surname>
<given-names>CL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Colloquium: Topological Insulators</article-title>. <source>Rev Mod Phys</source> (<year>2010</year>) <volume>82</volume>:<fpage>3045</fpage>&#x2013;<lpage>67</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/revmodphys.82.3045</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Su</surname>
<given-names>WP</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schrieffer</surname>
<given-names>JR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heeger</surname>
<given-names>AJ</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Solitons in Polyacetylene</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>1979</year>) <volume>42</volume>:<fpage>1698</fpage>&#x2013;<lpage>701</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.42.1698</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>King-Smith</surname>
<given-names>RD</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vanderbilt</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Theory of Polarization of Crystalline Solids</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>1993</year>) <volume>47</volume>:<fpage>1651</fpage>&#x2013;<lpage>4</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.47.1651</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>S-Q</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Topological Insulators: Dirac Equation in Condensed Matter</source>. <edition>2nd ed.</edition> <publisher-loc>Singapore</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2017</year>). </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bernevig</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TL</given-names>
</name>
</person-group>. <source>Topological Insulators and Topological Superconductors</source>. <publisher-loc>Princeton, New Jersey</publisher-loc>: <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name> (<year>2013</year>). </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wakabayashi</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Novel Topological Phase with a Zero Berry Curvature</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2017</year>) <volume>118</volume>:<fpage>076803</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.118.076803</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Benalcazar</surname>
<given-names>WA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernevig</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantized Electric Multipole Insulators</article-title>. <source>Science</source> (<year>2017</year>) <volume>357</volume>:<fpage>61</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.aah6442</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Benalcazar</surname>
<given-names>WA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernevig</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Electric Multipole Moments, Topological Multipole Moment Pumping, and Chiral Hinge States in Crystalline Insulators</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2017</year>) <volume>96</volume>:<fpage>245115</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.96.245115</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Langbehn</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trifunovic</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>von Oppen</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brouwer</surname>
<given-names>PW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Reflection-Symmetric Second-Order Topological Insulators and Superconductors</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2017</year>) <volume>119</volume>:<fpage>246401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.119.246401</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>(d&#x2212;2) -Dimensional Edge States of Rotation Symmetry Protected Topological States</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2017</year>) <volume>119</volume>:<fpage>246402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.119.246402</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Geier</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trifunovic</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hoskam</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brouwer</surname>
<given-names>PW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Second-order Topological Insulators and Superconductors with an Order-Two Crystalline Symmetry</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2018</year>) <volume>97</volume>:<fpage>205135</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.97.205135</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Schindler</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vergniory</surname>
<given-names>MG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cook</surname>
<given-names>AM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Murani</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sengupta</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Higher-order Topology in Bismuth</article-title>. <source>Nat Phys</source> (<year>2018</year>) <volume>14</volume>:<fpage>918</fpage>&#x2013;<lpage>24</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41567-018-0224-7</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Serra-Garcia</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peri</surname>
<given-names>V</given-names>
</name>
<name>
<surname>S&#xfc;sstrunk</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bilal</surname>
<given-names>OR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Larsen</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Villanueva</surname>
<given-names>LG</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Observation of a Phononic Quadrupole Topological Insulator</article-title>. <source>Nature</source> (<year>2018</year>) <volume>555</volume>:<fpage>342</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature25156</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Peterson</surname>
<given-names>CW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Benalcazar</surname>
<given-names>WA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bahl</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A Quantized Microwave Quadrupole Insulator with Topologically Protected Corner States</article-title>. <source>Nature</source> (<year>2018</year>) <volume>555</volume>:<fpage>346</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature25777</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ezawa</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Topological Insulators and Semimetals on the Breathing Kagome and Pyrochlore Lattices</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2018</year>) <volume>120</volume>:<fpage>026801</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.120.026801</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kudo</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yoshida</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hatsugai</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Topological Mott Insulators</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>196402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.196402</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Volpez</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Loss</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Klinovaja</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Second-Order Topological Superconductivity in &#x3c0; -Junction Rashba Layers</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>122</volume>:<fpage>126402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.122.126402</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sheng</surname>
<given-names>X-L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>Z-M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>YX</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Two-Dimensional Second-Order Topological Insulator in Graphdiyne</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>256402</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.256402</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hua</surname>
<given-names>C-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>D-H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-order Topological Insulator in a Dodecagonal Quasicrystal</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2020</year>) <volume>102</volume>:<fpage>241102</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.102.241102</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>C-Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>J-H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>D-H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Topological Insulators in Quasicrystals</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>124</volume>:<fpage>036803</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.124.036803</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Das Sarma</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>M&#xf6;bius Insulator and Higher-Order Topology in MnBi2nTe3n&#x2b;1</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>124</volume>:<fpage>136407</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.124.136407</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roy</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Antiunitary Symmetry Protected Higher-Order Topological Phases</article-title>. <source>Phys Rev Res</source> (<year>2019</year>) <volume>1</volume>:<fpage>032048</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevresearch.1.032048</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Peng</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Refael</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Floquet Second-Order Topological Insulators from Nonsymmorphic Space-Time Symmetries</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>016806</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.016806</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C-A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>S-S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Topological States in Generalized Electric Quadrupole Insulators</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2020</year>) <volume>101</volume>:<fpage>195309</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.101.195309</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C-A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Z-A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>S-Q</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Topological Phase Transitions in Disordered Electric Quadrupole Insulators</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>125</volume>:<fpage>166801</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.125.166801</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C-A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trauzettel</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Fabry-P&#xe9;rot Interferometer from Topological Hinge States</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2021</year>) <volume>127</volume>:<fpage>026803</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.127.026803</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>X-D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>W-M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>F-L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>F-L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>J-W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Direct Observation of Corner States in Second-Order Topological Photonic Crystal Slabs</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>122</volume>:<fpage>233902</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.122.233902</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qi</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qiu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>He</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ke</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Acoustic Realization of Quadrupole Topological Insulators</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>124</volume>:<fpage>206601</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.124.206601</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deng</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>3D Hinge Transport in Acoustic Higher-Order Topological Insulators</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2021</year>) <volume>127</volume>:<fpage>255501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.127.255501</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ning</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>D-H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Tailoring Quadrupole Topological Insulators with Periodic Driving and Disorder</article-title> (<year>2022</year>). <comment>arXiv:2201.02414 [cond-mat.mes-hall]</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C-C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>Y-M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>High-Temperature Majorana Corner States</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2018</year>) <volume>121</volume>:<fpage>186801</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.121.186801</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Song</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Majorana Corner Modes in a High-Temperature Platform</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2018</year>) <volume>121</volume>:<fpage>096803</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.121.096803</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cole</surname>
<given-names>WS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Das Sarma</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Topology and Nodal Topological Superconductivity in Fe(Se,Te) Heterostructures</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>167001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.167001</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trauzettel</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Detection of Second-Order Topological Superconductors by Josephson Junctions</article-title>. <source>Phys Rev Res</source> (<year>2020</year>) <volume>2</volume>:<fpage>012018</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevresearch.2.012018</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Tunable Majorana Corner States in a Two-Dimensional Second-Order Topological Superconductor Induced by Magnetic fields</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2018</year>) <volume>97</volume>:<fpage>205134</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevB.97.205134</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Y-J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hou</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Y-M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>X-W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>In-Plane Zeeman-Field-Induced Majorana Corner and Hinge Modes in an S -Wave Superconductor Heterostructure</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>124</volume>:<fpage>227001</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.124.227001</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rui</surname>
<given-names>WB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Calzona</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Choi</surname>
<given-names>S-J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schnyder</surname>
<given-names>AP</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trauzettel</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Topological and Holonomic Quantum Computation Based on Second-Order Topological Superconductors</article-title>. <source>Phys Rev Res</source> (<year>2020</year>) <volume>2</volume>:<fpage>043025</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevresearch.2.043025</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>Z-K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Guo</surname>
<given-names>G-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>J-H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Weyl Semimetals</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>125</volume>:<fpage>146401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.125.146401</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ghorashi</surname>
<given-names>SAA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Weyl Semimetals</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>125</volume>:<fpage>266804</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.125.266804</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wieder</surname>
<given-names>BJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yan</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernevig</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Higher-Order Topology, Monopole Nodal Lines, and the Origin of Large Fermi Arcs in Transition Metal Dichalcogenides XTe2 ( X&#x3d;Mo,W )</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>186401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.186401</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>C-A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Choi</surname>
<given-names>S-J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S-B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trauzettel</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Tunable Dirac States in a Two-Dimensional Su-Schrieffer-Heeger Model</article-title> (<year>2021</year>). <comment>arXiv:2112.07697 [cond-mat.mes-hall]</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Schnyder</surname>
<given-names>AP</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ryu</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Topological Phases and Surface Flat Bands in Superconductors without Inversion Symmetry</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2011</year>) <volume>84</volume>:<fpage>060504</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.84.060504</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Heikkil&#xe4;</surname>
<given-names>TT</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kopnin</surname>
<given-names>NB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Volovik</surname>
<given-names>GE</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Flat Bands in Topological media</article-title>. <source>JETP Lett</source> (<year>2011</year>) <volume>94</volume>:<fpage>233</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1134/S0021364011150045</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Montambaux</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pi&#xe9;chon</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fuchs</surname>
<given-names>J-N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goerbig</surname>
<given-names>MO</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Merging of Dirac Points in a Two-Dimensional crystal</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2009</year>) <volume>80</volume>:<fpage>153412</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.80.153412</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Alexandradinata</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernevig</surname>
<given-names>BA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Wilson-loop Characterization of Inversion-Symmetric Topological Insulators</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2014</year>) <volume>89</volume>:<fpage>155114</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.89.155114</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chong</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Joannopoulos</surname>
<given-names>JD</given-names>
</name>
<name>
<surname>Solja&#x10d;i&#x107;</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Observation of Unidirectional Backscattering-Immune Topological Electromagnetic States</article-title>. <source>Nature</source> (<year>2009</year>) <volume>461</volume>:<fpage>772</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature08293</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>B-Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Su</surname>
<given-names>G-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H-F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Su</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>X-P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhan</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Visualization of Higher-Order Topological Insulating Phases in Two-Dimensional Dielectric Photonic Crystals</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>122</volume>:<fpage>233903</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.122.233903</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ni</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Weiner</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Al&#xf9;</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Khanikaev</surname>
<given-names>AB</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Observation of Higher-Order Topological Acoustic States Protected by Generalized Chiral Symmetry</article-title>. <source>Nat Mater</source> (<year>2019</year>) <volume>18</volume>:<fpage>113</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41563-018-0252-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Imhof</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Berger</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bayer</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Brehm</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Molenkamp</surname>
<given-names>LW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kiessling</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Topolectrical-circuit Realization of Topological Corner Modes</article-title>. <source>Nat Phys</source> (<year>2018</year>) <volume>14</volume>:<fpage>925</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41567-018-0246-1</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cerjan</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>J&#xfc;rgensen</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Benalcazar</surname>
<given-names>WA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mukherjee</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rechtsman</surname>
<given-names>MC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Observation of a Higher-Order Topological Bound State in the Continuum</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>125</volume>:<fpage>213901</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.125.213901</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Christian</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Immanuel</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Quantum Simulations with Ultracold Atoms in Optical Lattices</article-title>. <source>Science</source> (<year>2017</year>) <volume>357</volume>:<fpage>995</fpage>&#x2013;<lpage>1001</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.aal3837</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tarruell</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Greif</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Uehlinger</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jotzu</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Esslinger</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Creating, Moving and Merging Dirac Points with a Fermi Gas in a Tunable Honeycomb Lattice</article-title>. <source>Nature</source> (<year>2012</year>) <volume>483</volume>:<fpage>302</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/nature10871</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B54">
<label>54.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shao</surname>
<given-names>LB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>SA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>YX</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Gauge-Field Extended K&#xb7;p Method and Novel Topological Phases</article-title>. <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2021</year>) <volume>127</volume>:<fpage>076401</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.127.076401</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B55">
<label>55.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xue</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>Y-X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Foo</surname>
<given-names>YX</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Projectively Enriched Symmetry and Topology in Acoustic Crystals</article-title>. (<year>2021</year>) <comment>arXiv:2107.11564 [cond-mat.mes-hall]</comment>. </citation>
</ref>
<ref id="B56">
<label>56.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tam</surname>
<given-names>PM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Venderbos</surname>
<given-names>JWF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kane</surname>
<given-names>CL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Toric-code Insulator Enriched by Translation Symmetry</article-title>. <source>Phys Rev B</source> (<year>2022</year>) <volume>105</volume>:<fpage>045106</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevb.105.045106</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>