Third-order intrinsic anomalous Hall effect with generalized semiclassical theory
时间反演破缺系统中的线性内禀反常霍尔效应和二阶内禀反常霍尔效应已被广泛研究。然而,作为非线性Hall家族的重要成员之一,三阶IAHE的研究仍然缺乏适当的理论方法,虽然三阶非本征AHE已经在一阶和二阶半经典理论的框架下进行了研究。本文利用波包方法将Bloch电子在均匀电场作用下的半经典理论推广到三阶,并在此基础上预言在时间反演破碎系统中也可以发生三阶IAHE.与二阶IAHE一样,我们发现带几何量,即由二阶场诱导位置移动产生的二阶场依赖Berry曲率,对观察这种效应起着关键作用。此外,通过对称性分析,我们发现三阶IAHE作为主要贡献,得到了15个时间反演破缺3D磁点群(MPG)的支持,对应于广泛的一类反铁磁(AFM)材料。在对称性论证的指导下,选择了一个两带模型来证明广义理论。此外,广义三阶半经典理论仅依赖于Bloch带的性质,这意味着它也可以通过与第一性原理计算相结合来探索实际AFM材料中的IAHE。
2023-01-28 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Droplet States in Matrix Quantum Hall Effect
我们推导出半经典的基态的解决方案,对应于量子霍尔状态早期发现的麦克斯韦-陈-西蒙斯矩阵理论。它们实现了Jain复合费米子结构,其密度与唯象波函数的密度一样是分段常数。这些结果支持矩阵理论作为分数霍尔效应的一种可能的有效理论。一个至关重要的作用是由限制矩阵状态的简并的约束:我们找到其明确的规范不变的形式,并澄清其物理解释。
2007-12-01 cond-mat.mes-hall hep-th
Oxygen vacancy-induced anomalous Hall effect in a nominally non-magnetic oxide
反常霍尔效应是时间反演对称性破缺和自旋轨道耦合的标志,在磁极化系统中经常观察到。然而,它在非磁性系统中的实现仍然难以捉摸。在这里,我们报告的观察异常霍尔效应在名义上非磁性KTaO 3。还原态KTaO3中出现了反常的霍尔效应,并表现出非本征到本征的交叉。利用第一性原理计算和定量磁力测定法在还原样品中观察到顺磁性行为。观察到的异常霍尔效应遵循氧空位诱导磁化响应,这表明氧空位的局部磁矩不对称地散射传导电子并引起异常霍尔效应。在低温极限(T<5 K),反常霍尔电导率对散射率不敏感,表明费米面电子的Berry曲率控制了反常霍尔效应。我们的观测描述了一个多体相互作用的详细图片,触发异常霍尔效应在非磁性系统。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall
Valley-Polarized Quantum Anomalous-Hall Effects in Silicene
我们证明了一种新的物质量子态--单层硅烯中的谷极化量子反常霍尔效应。在非本征Rashba自旋轨道耦合和交换场的作用下,单层硅烯可以处于量子态,其Chern数C=2。我们发现,通过调节Rashba自旋轨道耦合,拓扑相变产生谷极化量子反常霍尔态,即同时具有量子谷-霍尔效应(谷陈数C_V=3)和量子反常霍尔效应(C=-1)的量子态.
2013-04-27 cond-mat.mes-hall
Crossover of spin Hall to quantum anomalous Hall effect in PbC/MnSe heterostructures
本文研究了PbC/MnSe异质结在圆偏振光照射下的拓扑性质和霍尔电导。在高频区,能隙,陈数和霍尔电导率分别基于Floquet理论和格林函数形式的研究。自旋轨道耦合与光的相互作用导致反常霍尔态与自旋霍尔态之间的拓扑相变,这与两个虚光子的发射和吸收有关。反常霍尔电导率与光的偏振态有关,而自旋霍尔电导率与光的偏振态无关。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Absence of the anomalous Hall effect in planar Hall experiments
本文解释了平面霍尔实验中周期为 $2π/3$ 的反常平面霍尔效应缺失的原因,指出无序贡献和镜面反射对称性破坏导致的传统 $π$ 周期效应掩盖了反常效应,并提出通过面内应变增强反常霍尔电导率及从实验数据中提取隐藏电导率的方案。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall
The quantum anomalous Hall effect
量子反常霍尔效应是指在没有外加磁场的系统中实现的量子化霍尔效应。量子反常霍尔效应是多电子系统拓扑结构的一种新表现形式,在未来的电子器件中具有潜在的应用价值。近年来,量子反常霍尔效应被从理论上提出并在实验上得以实现。在这篇评论文章中,我们提供了一个系统的概述,在这一领域的理论和实验的发展。
2015-08-28 cond-mat.mes-hall
The semiclassical theory of anomalous transport in type-II topological Weyl semimetals
外尔半金属具有低能激发,充当动量空间中Berry曲率的磁单极。这些涌现的单极子是外尔半金属所展示的广泛新颖的输运性质的核心。外尔半金属中节点周围的Berry曲率的奇异性使得在零外加磁场下出现大的反常输运系数成为可能。最近一个新的类别,称为II型外尔半金属,已被证明在各种材料,其中外尔节点是倾斜的。我们在这里提出了一个研究的异常输运在这一类新的外尔半金属。我们发现,这些II型外尔点的倾斜参数是密切相关的零场横向输运性质。我们还发现,温度依赖性的化学势起着重要的作用,在确定如何传输系数可以有效地探测Berry曲率的II型外尔点。我们还讨论了我们的工作的时间反演打破II型外尔半金属的实验影响。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Nonlinear anomalous Hall effects probe topological phase-transitions in twisted double bilayer graphene
非线性反常霍尔效应是指在纵向电场或温度梯度作用下,由Berry曲率偶极子感应的二阶霍尔电压或温度差。这些是时间反演对称系统中突出的霍尔响应。在这里,我们研究了扭曲双层石墨烯莫尔系统中的二阶非线性异常霍尔效应家族,即电、热电和热非线性霍尔效应。我们证明了非线性反常霍尔信号可以用来探测由垂直电场引起的莫尔系统中的拓扑相变。具体来说,我们表明,整个家庭的非线性异常霍尔响应进行了跨拓扑相变的符号反转。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Hall and Quantum Anomalous Hall States Realized in Junction Quantum Wells
量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态都是量子物质的新态,具有广阔的应用前景。我们提出包括II-VI、III-V或IV半导体的结量子阱作为实现量子自旋霍尔态的一大类新材料。特别地,我们发现量子自旋霍尔态的体带隙可以大到0.1 eV。此外,磁性掺杂还可以在带反转区产生带边奇异性,从而在量子阱中产生铁磁性,实现量子反常霍尔态。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Effect for semiclassical chiral fermions
半经典手征费米子表现出反常的自旋霍尔效应:当被置于纯电场中时,它们会发生侧跳,类似于非对易力学中的大质量费米子。横向位移与角动量守恒是一致的。在纯磁场中发现了螺旋运动,并研究了霍尔型垂直电场和磁场中的运动。
2014-10-15 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Extrinsic anomalous Hall conductivity of a topologically nontrivial conduction band
量子反常霍尔效应是实现无耗散输运器件的关键一步,其特征在于具有强自旋-轨道耦合的铁磁绝缘体中的整数量子化霍尔电导。本文研究了当费米能级与量子反常霍尔系统的拓扑非平凡导带相交时,由于杂质散射引起的反常霍尔效应,即非本征反常霍尔效应.两个主要的外在贡献,侧跳和斜散射霍尔电导率,计算使用的图形技术,其中同时考虑到的电磁散射和磁散射。侧跳霍尔电导率在非平凡相的临界片载流子密度处改变其符号,而平凡相的侧跳霍尔电导率保持符号不变。用实际参数估计的临界片状载流子密度在实验可达到的范围内。结果表明,在良金属区可以发现量子反常霍尔系统。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
The anomalous Hall conductivity due to the vector spin chirality
本文从理论上研究了$s$ - $d$模型中由于局域自旋携带的矢量自旋手征所引起的反常霍尔效应。我们将证明,矢量自旋手征确实诱导局部霍尔效应的存在下,电子自旋极化,而全球霍尔效应消失,如果电子输运是均匀的。这种反常的霍尔效应可以用与矢量手征相关的自旋电流的旋转分量来解释。
2008-11-06 cond-mat.mes-hall
Coordinate shift in the semiclassical Boltzmann equation and the anomalous Hall effect
我们提出了一个规范不变的表达与特定的布洛赫状态之间的散射的侧跳。我们的侧跳的表达式如下的散射势的强度的幂的散射T-矩阵的玻恩级数展开。给出我们的规范不变侧跳表达式,就有可能构建一个反常霍尔效应的半经典玻尔兹曼理论,它用规范不变量来表达所有先前确定的贡献,而不明确地提到密度矩阵响应中的非对角项。
2006-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Semiclassical theory of electron drag in strong magnetic fields
我们提出了一个强磁场中两个平行的二维电子系统之间的电子拖曳的半经典理论,它提供了一个透明的图片最显着的定性特征的异常拖曳现象在最近的实验中观察到的,特别是在不匹配的密度拖曳的惊人的符号反转。阻力的符号由电子在光滑无序势中的漂移运动所服从的有效色散关系的曲率决定。局部化在解释激活的低温行为中起作用,但对异常阻力本身并不重要。
2004-12-10 cond-mat.mes-hall
Spin Imbalanced anomalous Hall effect and Magnus Hall effect of Bilayer Silicene
硅烯被认为具有多个拓扑相,这取决于环境参数,如门控电压和邻近感应交换场。两种典型的拓扑相是量子自旋霍尔相和量子反常霍尔相。我们发现,在反铁磁交换场和(或)门控电压的存在下,双层硅烯具有两个自旋的Chern数的符号和大小都不同的拓扑相,即两个自旋的反常霍尔效应不平衡.拓扑相位是通过三重带反转产生的,该三重带反转通过$\pm3$改变上带和下带的陈数。相位宿主大反常自旋霍尔响应。同时,由于双层硅烯在三带反转区附近存在较大的三角翘曲,因此Magnus霍尔效应较大。这一发现丰富了双层硅烯作为自旋电子器件候选材料的拓扑体系。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Inverse Spin Hall Effect and Anomalous Hall Effect in a Two-Dimensional Electron Gas
本文研究了二维电子气在输运扩散机制下的自旋流和电荷流的耦合动力学。对于具有反转对称性的系统,在自旋霍尔效应、反常霍尔效应和逆自旋霍尔效应之间建立了关系。然而,在二维电子气体的半导体,如砷化镓,反转对称性被打破,使标准的论点不适用。我们证明了在Rashba型自旋-轨道耦合(结构反转对称性破缺)的存在下,反常的霍尔效应、自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应是本质上不同的效应。进一步讨论了具有Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合的二维电子气的逆自旋霍尔效应,所得结果与最近的实验结果一致.
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Self-generated spin-orbit torque driven by anomalous Hall current
本文发现铁磁导体中由反常霍尔电流驱动的巨自旋轨道力矩,其幅度足以抵消磁阻尼并实现微波纳米振荡器,且在耦合振荡器阵列中具独特优势。
2024-01-10 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in ferromagnetic semiconductors
本文提出了铁磁(Mn,III)V半导体反常霍尔效应的理论。我们的理论涉及到一个均匀的铁磁体的异常霍尔电导的Berry相获得的准粒子波函数后,穿越封闭的路径上的自旋分裂费米表面的铁磁状态。它同样适用于任何巡回电子铁磁体。我们的理论和实验数据之间的定量协议在(In,Mn)As和(Ga,Mn)As系统表明,这种无序独立的贡献异常霍尔电导率占主导地位的稀磁半导体。
2001-10-22 cond-mat.mes-hall
Vorticity-induced anomalous Hall effect in electron fluid
我们发展了一个流体动力学理论的电子系统表现出异常的霍尔效应,并表明,一个额外的异常霍尔效应是由边界附近产生的涡诱导。我们利用线性响应理论计算了与电场成正比的动量通量和力。通过用电流代替局部电场得到流体动力学方程,其尺度充分大于平均自由程,证明了在电流的涡量和磁化强度之间存在耦合,磁化强度由非均匀涡量产生压力。在考虑霍尔粘性和松弛力的情况下,计算了边界附近的非均匀流动和附加霍尔力。附加反常霍尔力与常规反常霍尔力相反,导致薄系统中的符号反转。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Chirality driven anomalous Hall effect in weak coupling regime
基于$s$ - $d$模型,研究了由非平凡自旋组态(手征性)引起的反常霍尔效应.考虑到弱耦合的情况下,相互作用的微扰处理。包括正常杂质的散射。如果存在有限的均匀手征,则手征驱动局部霍尔电流并导致整体霍尔效应。这种贡献独立于传统的自旋轨道贡献,并表现出独特的低温行为。在介观自旋玻璃中,在低于自旋玻璃转变温度时,手性诱导的反常霍尔效应被预期。霍尔系数的测量将有助于从实验上确认手性有序性。
2002-04-04 cond-mat.mes-hall
Spin anomalous-Hall unidirectional magnetoresistance
我们预测的自旋反常霍尔单向磁阻(AH-UMR)在导电双层铁磁层和一个非磁性层,这并不$\textit{not}$依赖于自旋霍尔效应在正常的金属层$-$形成鲜明对比的单向自旋霍尔磁阻$-$,但相反,产生于自旋反常霍尔效应在铁磁层。物理上,它是由自旋反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换,与结构反转不对称性合谋在铁磁层中产生净非平衡自旋密度,当所施加的电流或磁化方向反转时,这反过来调制双层的电阻。分析了自旋AH-UMR效应对材料和几何参数的依赖性,并与其他非线性磁电阻效应进行了比较。特别是,我们表明,在磁性双层自旋异常霍尔和自旋霍尔效应是可比的,整体UMR可能会经历一个符号的变化时,任何一层的厚度是不同的,这表明一个计划来量化自旋霍尔或自旋异常霍尔角通过非线性传输测量。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Thermal and Tunneling Pair Creation of Quasiparticles in Quantum Hall Systems
本文对量子霍尔系统中准粒子在不同填充因子下的热对产生进行了半经典分析。认为杂质产生的库仑势使带隙能大大降低。它还表明,隧道过程变得重要,在低温和强磁场。我们拟合典型的实验数据很好地基于我们的半经典的结果的间隙能量。
1999-07-19 cond-mat.mes-hall
Geometric and nongeometric contributions to the surface anomalous Hall conductivity
静态电场在磁电绝缘体的表面处产生循环电流。描述这种束缚电流的表面电导率张量的异常霍尔部分可以根据绝缘表面制备而改变$e^2/h$的倍数,并且批量计算不固定其量化部分。为了解决这种模糊性,我们开发了一种计算平板几何中的全表面异常霍尔电导率的形式。我们确定了一个贝里曲率项,密切相关的散装异常霍尔电导率,其值可以通过调整表面哈密顿量的量子化量的表达。此外,表面反常霍尔电导率包含一个不依赖于表面制备的非几何部分。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effects and electron polarizability
本文提出了一种基于电流密度空间分布的反常和自旋霍尔效应理论。自旋-轨道耦合引起质心的空间分离,以及具有相反群速度的准粒子态的电流密度分离。结果表明,这种微观性质是必不可少的存在的两个霍尔效应。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
In-plane Magnetization Induced Quantum Anomalous Hall Effect
在二维电子气中,强磁场可以引起量子化的霍尔电导,称为量子霍尔效应;磁性离子的强交换耦合也可以引起量子化的霍尔电导,称为“量子反常霍尔效应“。量子霍尔效应需要面外磁场,类似地,通常认为对于量子反常霍尔效应,磁化应该是面外的。在目前的工作中,我们发现这个条件是不必要的,并预测量子异常霍尔效应也可以诱导两个现实系统中的纯面内磁化,包括Bi $_2$ Te $_3$薄膜的磁掺杂和HgMnTe量子阱的剪切应变,当所有的反射对称性被打破。提出了一个实验装置来证实这种效应,这将为在更广泛的材料中寻找量子反常霍尔效应铺平道路。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Hall Shift Current and Nonlinear Anomalous Hall Effect in Gapped Dirac Fermion Systems
The University of Tokyo(东京大学)
探讨倾斜二维带隙狄拉克费米子系统中非线性反常霍尔效应新机制,源于与跨越能隙的朗道-齐纳隧穿相关的侧跳位移,为有机狄拉克费米子系统中现象提供解释。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Prediction of a quantum anomalous Hall state in Co decorated silicene
基于第一性原理计算,我们证明了Co修饰的硅烯可以具有量子反常的Hall态.由Co原子诱导的交换场与硅烯的强自旋轨道耦合相结合,在K点处打开了非平凡的带隙。与其他过渡金属相比,Co修饰的硅烯在这方面是独特的,因为通常在硅烯中诱导的杂化和自旋极化抑制量子反常霍尔态。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall
The Berry phase in ferromagnetic spin systems and anomalous Hall Effect
我们已经表明,在铁磁自旋系统的基础几何拓扑方面的研究引起了一个内在的Berry相。这种实空间Berry相是由于导电电子的自旋旋转而产生的,这可以表现为对反常霍尔效应的进一步贡献。
2007-01-18 cond-mat.mes-hall
Thermal Hall conductivity from semiclassical spin dynamics simulations: implementation and applications to chiral ferromagnets and Kitaev magnets
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);University of Münster(明斯特大学);Imperial College London(帝国理工学院)
本文通过半经典自旋动力学模拟研究热霍尔电导率,应用于手性铁磁体和凯它夫模型,展示其在捕捉非线性效应和强热涨落方面的有效性。
2026-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect in Layered Ferrimagnet MnSb2Te4
本文报道了亚铁磁Weyl半金属候选材料MnSb_2 Te_4的低温电子输运性质。长程磁有序表现为异常霍尔电阻中的近方形磁滞回线,以及磁阻的急剧跳跃。当温度低于4K时,纵向电阻随温度的变化出现了InT型的上升,这是由于电子-电子相互作用(EEI)的影响,因为弱的局域化可以被磁阻随温度的变化所排除.虽然异常霍尔电阻在相同的温度范围内表现出类似的InT型上弯,但在异常霍尔电导率中不存在这种校正。我们的工作表明,MnSb_2Te_4微片提供了一个理想的系统,以测试EEI校正的异常霍尔效应的理论。
2020-04-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Corrections to Hall Resistivity of Spin-Polarized Two-Dimensional Holes in a GaAs/AlGaAs Heterostructure
研究了在小倾角平行磁场作用下自旋极化二维空穴的霍尔效应。霍尔电阻率随磁场的增加呈非线性增加,并呈现负修正。随着二维孔洞系统的垂直磁化强度的增加,异常负修正量增加。我们把这归因于自旋极化载流子在超导系统中的反常霍尔效应。电导率的反常修正对磁场表现出非单调的依赖性。
2009-09-09 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Perfectly Compensated Collinear Antiferromagnetic Thin Films
我们发现,量子反常霍尔效应几乎总是发生在磁性拓扑绝缘体薄膜的顶部和底部表面层的磁化是平行的,独立的内层磁化配置。使用这个标准,我们确定的结构,有一个量子异常霍尔效应,即使他们有共线的磁性结构,没有净磁化,并讨论实现这些有趣的磁性状态的实验策略。
2021-10-02 cond-mat.mes-hall
Generating a topological anomalous Hall effect in a non-magnetic conductor
普通的霍尔效应是由洛伦兹力驱动的,而它的反常对应物发生在铁磁体中。本文证明了在面内磁场B_x作用下,非磁性二维自旋3/2空穴的Berry曲率导致了一种新的线性霍尔效应.没有洛伦兹力,因此没有普通的霍尔效应,而所有的无序贡献消失的领先秩序在B_x。我们称之为反常平面霍尔效应(APHE)的这种固有现象提供了在p型半导体中可直接访问的拓扑输运的非量化足迹。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall
Semiclassical analysis of edge state energies in the integer quantum Hall effect
在半经典近似下对整数量子霍尔效应的边缘态能量进行了分析。当系统很宽,每一条边都可以单独考虑时,这个问题就等价于一个以x=x_c为中心的一维谐振子和一个以x=0为中心的无限长壁的问题,并出现在许多物理背景中。对于给定的量子数n,本征值E_n(x_c)是方程S(E,x_c)=π[n+ γ(E,x_c)]的解,其中S是WKB作用量,0<γ<1编码了转折点处连接过程的所有信息。仔细的WKB连接公式的结果在一个很好的近似精确的能量本征值。分析了γ[E_n(x_c),x_c] \equiv γ_c(x_c)对x_c的依赖关系,当x_c在样本内部趋于无穷远时,γ [E_n(x_c),x_c] γ_c(x_c)的极值为1/2,当x_c在样本外部趋于无穷远时,γ [E_n(x_c),x_c] γ_c(x_c)的极值为3/4。边态能量E_n(x_c)服从E_n(x_c)=4 [n+γ_n(x_c)] f(x_c/4 n +3)的几乎精确标度律,标度函数f(y)得到了明确的解释
2008-06-18 cond-mat.mes-hall
Anomalous and Topological Hall effect in Cu doped Sb2Te3 Topological Insulator
在不同温度和不同磁场下对Sb_(1.90)Cu_(0.10)Te_3的磁输运和磁化强度进行了测量。在高场下的磁输运测量表明体态和表面态共存。磁化强度显示了Cu掺杂诱导的反铁磁有序,观察到的量子振荡表明,在Sb 1.90 Cu 0.10 Te 3的磁化强度是体属性。霍尔数据的非线性表明存在反常和拓扑霍尔效应。根据Cu掺杂Sb_2Te_3拓扑绝缘体的霍尔测量数据,对反常和拓扑霍尔效应(THE)进行了评价.
2018-09-15 cond-mat.mes-hall
Insulator, semiclassical oscillations and quantum Hall liquids at low magnetic fields
在低磁场下,对二维GaAs电子系统进行了磁输运测量,以研究量子霍尔效应。在从绝缘体到QH液体的过渡中观察到Shubnikov-de Haas(SdH)公式的振荡,当所观察到的几乎与温度无关的霍尔斜率表示微不足道的相互作用校正。我们的研究表明,SdH振荡的存在,在这样的过渡可以理解的基础上的非相互作用模型。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect in granular ferromagnetic metals and effects of weak localization
本文从理论上研究了金属态铁磁颗粒系统中的反常霍尔效应。利用最近发展起来的颗粒金属中常规霍尔效应的形式,我们计算了斜散射和侧跳机制下的剩余反常霍尔电导率$σ_{xy}$和电阻率$ρ_{xy}$以及对它们的弱局域化修正。我们发现,不像均匀无序金属,$ρ_{xy}$和纵向电阻率$ρ_{xx}$之间的标度关系不成立。弱的本地化修正,然而,被发现是一致的均匀金属。根据所得到的结果,我们讨论了多晶铁膜中反常霍尔效应的最新实验数据。
2009-07-27 cond-mat.mes-hall
Approaching quantum anomalous Hall effect in proximity-coupled YIG/graphene/h-BN sandwich structure
在足够强的交换作用和自旋轨道相互作用下,量子反常霍尔态有望在Dirac电子系统(如石墨烯)中出现。在原始石墨烯中,两种相互作用都不存在;然而,如异常霍尔效应所揭示的,通过将石墨烯耦合到磁性绝缘体(MI)可以获得两种相互作用。在这里,我们展示了通过在亚铁磁绝缘体钇铁石榴石(YIG)和六方氮化硼(h-BN)之间嵌入石墨烯来增强的磁邻近耦合,所述六方氮化硼也用作顶栅电介质。通过扫描顶栅电压,我们观察到费米能级依赖的反常霍尔电导。当从电子和空穴两侧接近狄拉克点时,反常霍尔电导达到量子反常霍尔电导2 e ~ 2/h的1/4。的交换耦合强度被确定为高达27毫电子伏的诱导磁相的转变温度。YIG/graphene/h-BN是一种很好的异质结材料,可以用来研究二维电子系统中的邻近诱导相互作用。
2017-10-11 cond-mat.mes-hall
Quantized Anomalous Hall Effect in Two-Dimensional Ferromagnets - Quantum Hall Effect from Metal -
研究了无序对二维铁磁体反常霍尔效应的影响。AHE的拓扑性质导致来自金属的整数量子霍尔效应,即,除了少数带有Chern数的扩展态外,由局域化引起的$σ_{xy}$的量子化。对一个模型的大量数值研究表明,Pruisken的双参数标度理论即使在系统没有带隙、多带重叠和没有均匀磁场的情况下也成立。因此,量子化AHE的条件仅由霍尔电导率$σ_{xy}$给出,而没有量子校正,即,$|σ_{xy}| > e^2/(2h)$。
2003-01-24 cond-mat.mes-hall
Anomalous Magnetic Susceptibility and Hall Effect from Valley Degrees of Freedom
我们研究了外延石墨烯薄膜的磁性和输运性质。我们预测了磁化率的增强信号,并将其与内禀谷磁矩联系起来。对普通的霍尔效应也有反常的贡献,这是由于谷依赖的Berry相位或谷轨道耦合。
2011-03-30 cond-mat.mes-hall
Dissipation properties of anomalous Hall effect: intrinsic vs. extrinsic magnetic materials
本研究对比三种不同磁性机制材料的反常霍尔效应耗散特性,发现其耗散功率随负载电阻和霍尔角的变化规律一致,表明该效应的耗散由边缘电荷注入主导,与具体产生机制无关。
2025-10-03 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Insulator Heterostructure
基于从头计算,我们预测,一个单层的Cr掺杂(Bi,Sb)2 Te 3和GdI 2异质结构是一个量子反常霍尔绝缘体与非平凡的带隙高达38 meV。我们的预测背后的原理是,两个拓扑平凡的铁磁绝缘体之间的能带反转可以导致非零的陈数,这提供了一个更好的方式来实现量子反常霍尔态没有随机磁掺杂。此外,还提出了一个简单有效的模型来描述该体系中自旋极化带反转的基本机制。此外,我们还预测在(Bi_(2/3)Cr_(1/3))_2 Te_3/GdI_2超晶格中可以实现三维量子反常霍尔绝缘体。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall
First-order effect of electron-electron interactions on the anomalous Hall conductivity of massive Dirac fermions
研究二维质量狄拉克费米子中电子-电子相互作用对反常霍尔电导率的一阶修正,发现零温带隙下修正为零,有限温度或化学势下霍尔响应衰减加快,凸显两体相互作用的重要性。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall
Temperature Dependence of the Anomalous Hall Effect from Electron Interactions
我们考虑了电子-电子相互作用对无序导体中反常霍尔效应温度依赖性的影响。微观分析是在线性响应Kubo-Streda公式的图解方法内进行的,该公式考虑了自旋-轨道耦合存在下产生的反常霍尔效应的非本征斜散射和侧跳机制。我们证明了电子相互作用的重要性,即使在名义上的非超导材料的库珀沟道,并发现相应的异常霍尔电导率的低温依赖性是渐近的形式$\sqrt{T}/\ln(T_0/T)$在三维和$\ln[\ln(T_0/T)]$在二维,其中的尺度$T_0$是参数的费米能量的顺序。这些结果,特别是,可以提供一个解释,最近观察到的异常霍尔效应的温度依赖性的汞铬$_2$硒$_4$。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Multivariable Scaling for the Anomalous Hall Effect
我们推导出一个一般的标度关系的异常霍尔效应在铁磁金属涉及多个竞争的散射机制,描述了一个二次超曲面的空间中的部分介电常数。我们还提出了实验结果,这表明强烈偏离以前发现的标度形式时,不同的散射机制竞争的强度,但可以很好地解释我们的理论。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Valley Hall Effect for Bosons
我们预测了在没有外部磁场的情况下,非中心对称二维材料中间接激子的谷霍尔电流的出现和量子化。本文报道了玻色子的量子反常谷霍尔效应。它存在的关键因素是激子运动的有限反常群速度和玻色-爱因斯坦凝聚体的存在,粒子被外部照明推出,形成稳态非平衡电流,该电流表现出作为光频率函数的量子化行为。
2019-05-02 cond-mat.mes-hall
Intrinsic anomalous Hall effect under anisotropic magnetic dipole versus conventional magnetic dipole
本研究理论对比铁磁与各向异性磁偶极子系统的本征反常霍尔效应,发现二者效应幅值相近但微观机制不同,后者在自旋轨道耦合弱于磁平均场时效应增强,为低磁化反铁磁体的巨反常霍尔效应提供可能。
2024-12-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall-like transverse magnetoresistance in Au thin films on Y$_3$Fe$_5$O$_{12}$
铂与磁性绝缘体接触时的异常霍尔信号是常见的观测结果,可以用邻近磁化或自旋霍尔磁阻来解释。在这项工作中,纵向和横向的磁阻测量的纯金薄膜上的亚铁磁绝缘体Y $_3$ Fe $_5$ O $_{12}$(钇铁石榴石,YIG)。我们发现,无论是纵向和横向的磁阻有定量一致的缩放YIG/Au和YIG/Pt参考系时,应用自旋霍尔磁阻框架。由于磁邻近效应而引起的反常霍尔效应的贡献是不明显的。
2018-11-14 cond-mat.mes-hall
Mirror anomaly and anomalous Hall effect in type-I Dirac semimetals
除了众所周知的手征反常外,狄拉克半金属还表现出镜像反常,与($2+1$)维质量狄拉克费米子的宇称反常非常相似。这种异常的可观测响应表现为在存在磁场的情况下在镜像对称平面上的奇异阶跃状异常霍尔响应。虽然这一结果似乎是有效的II型狄拉克半金属(严格地说,在线性化理论),我们发现,I型狄拉克半金属不具有这样的异常霍尔响应,即使在线性化理论的水平。特别是,我们表明,异常霍尔响应不断接近零,因为一个接近镜像对称角在I型狄拉克半金属,而不是奇异霍尔响应在II型狄拉克半金属。此外,我们还证明了在一定条件下,即使存在时间反演对称性破缺,线性化的I型狄拉克半金属的反常霍尔响应也可能消失。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall
Angular dependence of magnetoresistance and planar Hall effect in semimetals in strong magnetic fields
半经典输运理论对于研究电磁效应特别有效。一般来说,半经典理论只适用于弱场,因为它没有考虑朗道量子化。在这里,我们通过考虑半金属中载流子密度的场依赖性的朗道量子化,扩展了传统的半经典理论。扩展的半经典理论甚至在朗道量子化明显的强场中也是适用的。使用这种新的方法,我们解释了定性的变化的角度依赖性的横向磁阻(TMR),各向异性磁阻(AMR),平面霍尔效应(PHE)在铋与磁场的增加。这揭示了最近在半金属铋中观察到的TMR、AMR和PHE的非平凡场致变化的难题。
2020-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum jumps of saturation level rigidity and anomalous oscillations of level number variance in the semiclassical spectrum of a modified Kepler problem
我们发现量子霍尔一样的跳跃的饱和光谱刚性的半经典频谱的修改开普勒问题作为一个函数的间隔中心。这些跳跃对应于经典周期运动中径向缠绕数的整数减少。我们还发现并解释了能级数随能区宽度变化的单谐振荡。对于由最短周期轨道的频率定义的间隔宽度,水平数方差有效地变为零。这意味着在这样的间隔上,样本与样本之间的水平数量几乎没有变化。
2007-01-05 cond-mat.mes-hall nlin.SI quant-ph
Equivalence of semiclassical and response theories for second-order nonlinear ac Hall effects
本文通过扩展交流半经典理论至电场二阶,证明考虑弛豫时其与响应理论在二阶非线性交流霍尔效应中仍等价,可推导出多种非线性电流响应并揭示新的位移电流。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect through Canted Antiferromagnetism
大多数倾斜反铁磁体也是反常霍尔反铁磁体(AHE AFM),即它们具有反常霍尔响应和具有相同对称性要求的其他响应。我们认为,AHE原子力显微镜是有前途的材料作为主机的高温量子反常霍尔效应。通过考虑具有强自旋-轨道耦合的二维(001)钙钛矿层模型,该模型隔离了$t_{2g}$流形的有效总角动量$\tilde{j}= \frac{1}{2}$子空间,我们提出了一种设计量子反常霍尔反铁磁体的策略。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci