Punchets: nonlinear transport in Hamiltonian pump-ratchet hybrids
“冲头”是棘轮和泵之间的混合体，其结合了空间周期性静态电势（通常在空间反演下不对称）与打破时间反演不变性的局部驱动，并且旨在对由准直激光束照射的金属或半导体表面进行建模。它们的关键特征是支持周期性（而不是自由）运动的渐近区域之间的不规则驱动散射。由于所有的二元时空对称性都被打破，穿孔中的散射通常会产生定向电流。我们在这里研究的基本非线性输运机制，从混沌散射的电流的参数依赖性，在三种类型的哈密顿模型，（i）与空间周期性的潜力，只有在驱动的散射区域，空间和时间的对称性被打破，和（ii），空间不对称（棘轮）的驱动，只有打破时间反演不变性的潜力。作为更现实的模型的激光照射的表面，我们认为（iii），一个驱动的形式的运行波局限于一个紧凑的区域由一个静态信封。在这种情况下，感应电流甚至可以与波的传播方向相反，这充分证明了它的非线性性质。量化冲孔被认为是一个可行的研究视角。
2017-12-23 cond-mat.mes-hall
Terahertz electric field driven electric currents and ratchet effects in graphene
通过实验和微观模拟研究了太赫兹场在石墨烯中诱导的光电流。通过连续和脉冲激光辐射在大面积以及小尺寸剥离的石墨烯样品中产生电流。我们回顾一般的对称性考虑导致光电流依赖于线性和圆偏振辐射，然后提出了一些检测光电流的情况。从斜入射下的光子拖曳效应开始，我们继续在SiC的剩余辐射带和石墨烯的边缘产生电流的光电流效应增强。棘轮效应被认为是平面内磁场和结构反转的不对称性，以及棘轮的非对称图案化的顶栅。最后，我们证明了石墨烯可以用作太赫兹辐射的快速宽带探测器。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Ratchet effect enhanced by plasmons
棘轮效应--由撞击在空间调制的二维（2D）电子液体上的电磁波感应的{ \it dc}电流--当波振幅用与2D液体相同的波矢量空间调制但相移时发生。的流体动力学模型的框架内的分析表明，棘轮电流显着增强的等离子体共振附近，并具有非平凡的极化依赖性。特别是，对于圆极化，电流分量，垂直于调制方向，改变与反转的辐射螺旋的符号。值得注意的是，在高迁移率结构中，该分量可能远大于调制方向上的电流分量。我们还讨论了在脏系统中实现的非共振制度，其中等离子体共振被抑制，并证明了非共振棘轮电流是由麦克斯韦弛豫控制的2D液体。
2014-11-27 cond-mat.mes-hall
Skyrmion ratchet propagation: Utilizing the skyrmion Hall effect in AC racetrack storage devices
磁性Skyrmions是一种具有拓扑保护的类纳米物体。当被直流电（DC）驱动时，skyrmions会移动，但会经历横向偏转。这种所谓的斯基米恩霍尔效应通常被认为是存储器应用的缺点。在这里，我们表明，这种独特的效果也可以是有利的自旋电子应用：我们表明，在一个破坏反转对称的赛道，斯基尔米恩霍尔效应允许转换成一个有方向的运动沿轨道，如在棘轮交流电流（AC）。我们分析了棘轮机构的几种模式，并表明它是唯一的拓扑磁涡动。我们详细说明了与拓扑平凡的磁性物体的运动相比的根本差异，以及由周期性力驱动的经典粒子。根据确切的赛道几何形状，棘轮机构可以是软的或严格的。在后一种情况下，skyrmion传播接近效率最大值。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall
Ratchet effect in spatially modulated bilayer graphene: Signature of hydrodynamic transport
我们报告观察棘轮效应-产生直接电流响应外部太赫兹（THz）辐射-在双层石墨烯，其中反转对称性被打破的不对称的双光栅栅电位。作为一个中心的结果，我们表明，在高温下，$T = 150~\textrm{K}$，棘轮电流在高频$ \propto 1/ω^2$减少，而在低温下，$T = 4.2~\textrm{K}$，频率依赖性变得更强$\propto 1/ω^6$。理论表明，棘轮电流的频率依赖性对电子-杂质散射率和电子-电子散射率的比值非常敏感。该理论预测的依赖性$1/ω^6$是实现在流体动力学制度，当电子-电子散射占主导地位，而$1/ω^2$是特定的漂移扩散近似。因此，我们的实验观察到一个非常强的频率依赖性揭示了流体动力学制度的出现。
2021-11-17 cond-mat.mes-hall
Ratchet effects induced by terahertz radiation in heterostructures with a lateral periodic potential
报道了在一维横向周期势作用下，太赫兹辐射在半导体异质结中诱导的光电流的观测结果。电势是通过在样品表面蚀刻光栅来产生的。电流响应是很好地描述了唯象理论，包括圆形和线性光电流效应。实验数据表明，通过电子束光刻可以改变周期性横向图案的反转不对称性，以产生经典的横向棘轮。一种新的微观机制的偏振相关的光电流效应已被提出来解释的实验结果。光电流的产生是基于横向周期势和调制面内泵浦的共同作用。后一种调制源于通过光栅传播的辐射的近场效应。
2008-08-14 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical properties of topological insulator thin films with broken inversion symmetry
我们确定了量子化外部磁场存在下的薄膜拓扑绝缘体的光学响应，同时考虑了表面态之间的杂化、反转对称性破缺和磁场引起的显式时间反演对称性破缺。我们发现，在系统中，这可能是由于与基板或电子门的相互作用，导致在朗道能级交叉，导致额外的光学跃迁通道，以前禁止的反转对称性的破坏。我们表明，通过调整杂交和对称性破缺参数，从正常的拓扑绝缘体阶段的过渡发生在纵向和光学霍尔电导率可测量的签名。
2017-04-12 cond-mat.mes-hall
Directed Chaotic Transport in Hamiltonian Ratchets
我们提出了一个全面的帐户定向输运的一维哈密顿系统的空间和时间的周期性。在没有平均力的情况下，粒子系综可以表现出定向的弹道输运，在这个意义上，它们可以被认为是哈密顿棘轮。我们讨论的一般条件，这样的定向运输，像一个混合的经典相空间，并阐明了一个总和规则，涉及到不同的相空间组件的贡献，相互运输。我们发现，经常棘轮运输可以针对外部的电势梯度而混沌弹道输运是限制在无偏系统。对于量子化的哈密顿棘轮，我们研究运输方面的波包的演变，并推导出一个半经典的水平速度分布的Floquet带谱编码的量子运输的表达式。我们讨论了输运岛和混沌海之间的动力学隧穿的作用以及空间周期性破缺的量子棘轮中输运的崩溃。
2004-08-11 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Antiparallel spin polarization and spin current induced by thermal current and locally-broken inversion symmetry in a double-quantum-well structure
本文理论研究对称双量子阱结构中由热流与局域破缺反演对称性诱导的反平行热致自旋极化，揭示其最大值的出现条件及增强机制，并计算了相关扩散自旋流。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall
Giant ratchet magneto-photocurrent in graphene lateral superlattices
本文报道了在具有横向双光栅顶栅（DGG）超晶格的石墨烯中观察到的磁量子棘轮效应。我们发现，太赫兹棘轮电流表现出符号交变磁振荡由于Shubnikov-de Haas效应。与零磁场下的棘轮效应相比，这些振荡的幅度大大增强。电流的方向由横向不对称性决定，横向不对称性可以通过改变DGG中的栅极电位来控制。我们还研究了太赫兹电场的取向（线偏振）和辐射螺旋（圆偏振）的棘轮电流的依赖关系。值得注意的是，在后一种情况下，从右到左圆偏振辐射的切换导致光电流方向的反转。我们证明，我们的大部分观察可以很好地拟合的漂移扩散近似的基础上的玻尔兹曼动力学方程的朗道量子化完全编码的振荡的状态密度。
2020-04-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Absence of helical surface states in bulk semimetals with broken inversion symmetry
虽然拓扑能带结构的概念最初是为具有体带隙的绝缘体开发的，但越来越清楚的是，非平凡拓扑结构的主要后果-表面态的自旋动量锁定-也可以在无带隙系统中遇到。集中在汞硫族化合物HgX（X = Te，Se，S）的典型例子，我们表明，螺旋半金属的存在，即拓扑表面状态的半金属，关键取决于晶体反转对称性的存在。一个无限小的破缺反转对称性（BIS）呈现螺旋半金属状态不稳定。BIS在完全带隙的情况下也非常重要，它以各向异性的方式重整表面狄拉克锥。因此，狄拉克锥的旋向性可以被双轴应力场翻转。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall
Tunable Valley Polarization and Valley Orbital Magnetic Moment Hall Effect in Honeycomb Systems with Broken Inversion Symmetry
在这封信中，一个可调的谷极化蜂窝系统与破缺的反转对称性，如过渡金属二硫属化物MX2（M = Mo，W; X = S，Se）单分子膜，通过椭圆泵浦进行了研究。与圆形泵浦相比，椭圆泵浦是产生相干谷偏振的更为普遍和有效的方法。当MX2单分子膜的两个谷区被掺杂或极化时，由不同谷区的相反Berry曲率驱动的一种新颖的反常谷区轨道磁矩霍尔效应被预测，并且可以在没有电荷电流的伴随下产生轨道磁矩电流，为谷区电子学和轨道电子学的探索开辟了一条新的途径。谷轨道磁矩霍尔效应被认为可以掩盖自旋霍尔效应，并且在椭圆泵浦下是可调谐的。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall
Interplay between quantum dissipation and an in-plane magnetic field in the spin ratchet effect
研究了具有Rashba自旋轨道相互作用的耗散准一维系统中纯自旋棘轮效应的存在性。该系统还被放置在横向均匀的固定平面内磁场中。结果表明，该效应在低温下存在，并且通过施加无偏的交流驱动可以产生纯自旋电流。推导了棘轮自旋电流的解析表达式。从这个表达式可以看出，自旋棘轮效应是由于自旋-轨道相互作用、轨道自由度和空间不对称性之间的耦合同时存在的结果。在本文中，我们考虑的情况下，打破了空间对称凭借非对称周期性的潜力。结果表明，外加磁场对自旋棘轮效应的存在没有任何影响，但会通过增加或减少自旋电流的大小来影响其效率。
2009-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Magnetic quantum ratchet effect in Si-MOSFETs
本文报道了硅表面金属氧化物半导体场效应晶体管（Si-MOSFET）中磁量子棘轮效应的观测结果。我们表明，激励的无偏晶体管的交流电场的太赫兹辐射在垂直入射导致一个直接的电流之间的源极和漏极接触，如果晶体管受到面内磁场。电流与磁场强度成线性关系，与交流电场振幅成二次关系。它取决于交流场的偏振状态，可以由线偏振和圆偏振辐射引起。我们提出了观察到的效果的准经典和量子理论，并表明，电流来源于洛伦兹力作用在晶体管的非对称反型沟道中的载流子。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bloch dynamics in inversion symmetry broken monolayer phosphorene
本研究探讨了反演对称性破缺的单层磷烯中布洛赫电子的振荡动力学，揭示了自旋轨道耦合及外场对运动轨迹和状态转变的关键影响。
2023-06-17 cond-mat.mes-hall
Skew scattering and ratchet effect in photonic graphene
本文理论上研究了光子石墨烯中由三角形缺陷引起的斜散射，证明其产生棘轮效应，并通过数值求解薛定谔方程揭示微观机制，实现噪声初始条件下的单向通量。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Promoted current-induced spin polarization in inversion symmetry broken topological insulator thin films
本研究通过久保 formalism 和顶点修正，理论揭示了反转对称破缺的拓扑绝缘体薄膜中，势差增强电流诱导自旋极化，为自旋电子器件提供调控框架。
2025-10-25 cond-mat.mes-hall
Broken Inversion Symmetry and Interface-induced Spin-polarization for metal-Weyl semimetal stacked interfaces
外尔半金属TaAs是无质量外尔费米子的适宜宿主，自发地缺乏时间反演和反转对称性，从而实现拓扑稳定的外尔节点，类似于动量空间中的磁单极子。以前的实验分析表明，体TaAs的近零自旋极化在非磁性金属的点接触存在下经历了提升，以及相关的尖端诱导超导现象，为研究TaAs与Au和Ag等贵金属的大面积堆叠界面提供了动力。对这些界面体系的第一性原理计算表明，界面诱导自旋极化和接触诱导输运自旋极化均增加。与单界面相反，对于堆叠系统，系统的破缺反转对称性引入z方向带色散，导致能量分离的Weyl锥系列。观察到TaAs/Ag和TaAs/Au堆叠界面的Weyl锥分别具有I型和II型性质。因此，目前的研究表明，两种不同类型的自旋极化外尔系统的非磁性金属和I型外尔组件的设计。
2020-02-06 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric and viscous contributions to the hydrodynamic ratchet effect
该研究分析了非对称双光栅栅极结构中流体动力学棘轮效应的热电与粘性贡献，修正了高频渐近行为结论，发现等离子体共振与定向行进等离子体激发特性。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall
Boundary-Driven Twist States in Systems with Broken Spatial Inversion Symmetry
磁性样品的完整描述包括边界条件（BC）的正确处理。这在薄膜系统中尤其重要，在该系统中，甚至体性质也可能被样品边界的性质改变。我们研究了空间反转对称性破缺的一般铁磁体，并导出了具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的系统的一般微磁BCs。我们证明了BC需要完整的张量结构的第三秩张量，而不仅仅是反对称部分，这是通常考虑。具体来说，我们研究系统的$C_{\infty v}$对称性和探索的后果。有趣的是，我们发现，已经在最简单的情况下的铁磁薄膜导致一个纯粹的边界驱动的磁扭曲状态的边缘的样品的磁扭曲。扭曲态代表了一种新的类型的DMI诱导的自旋结构，这是完全独立于内部的自旋场。我们估计的纹理感生的磁阻效应的范围内的磁畴壁的大小。
2017-10-08 cond-mat.mes-hall
Superconducting dome in doped 2D superconductors with broken inversion symmetry
我们分析了二维掺杂超导体中的非常规子带间配对相位，同时考虑了具有反转对称性和反转对称性破缺的两种系统。我们发现，对于中心对称的体系，当库仑排斥作用导致体系处于近简并的对称反对称态时，在高浓度区可以出现子带间配对。我们详细讨论了子带内和子带间成对相位之间的相互竞争。对于反转对称性破缺的系统，我们发现临界温度具有一个特征的半球形形状作为非对称性参数的函数，这被解释为子带间配对的结果.这一结果进行了讨论的上下文中的圆顶形状的$T_c$在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$接口。
2019-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chirality Driven Ratchet Currents in Two-Dimensional Tellurene with an Asymmetric Grating
University of Regensburg（雷根斯堡大学）；Purdue University（普渡大学）；Institute of High Pressure Physics of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院高压物理研究所）
本研究在二维碲烯中实现了由手性驱动的环形ratchet电流，通过THz激光辐射在室温下验证了该效应，并揭示了其与辐射螺旋性和费米能级位置的关系。
2026-02-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ratchet Hall Effect in Fluctuating Superconductors
提出涨落超导体中的棘轮诱导霍尔效应，利用反演对称性破缺与圆偏振辐照产生二阶非线性光电流，并揭示其在超导临界温度附近的显著增强。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Enhanced and stable spin Hall conductivity in a disordered time-reversal and inversion symmetry broken topological insulator thin film
我们考虑一个无序的拓扑绝缘体薄膜放置在一个铁磁绝缘体的顶部与一个垂直的交换场$M$和受到一个垂直的电场。铁磁绝缘体的存在导致拓扑绝缘体薄膜的底表面态变为自旋极化的，并且电场在两个表面态之间提供电势差$V$，导致系统中的时间反转和反转对称性的破坏。利用Kubo形式，采用第一玻恩近似和自洽玻恩近似，我们计算了自旋霍尔电导率。我们发现，对于小的$V$值，可以通过远离电荷中性点的大的$M$值产生大的自旋电导率。但是对于大的$V$值，即使在电荷中性点附近具有小的$M$值，也可以促进自旋电导率。顶点校正的效果和稳定性的大自旋电导率对障碍也检查。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Nanoscale control of perpendicular magnetic anisotropy, interfacial Dzyaloshinskii-Moriya interaction and skyrmions in the inversion-symmetry-broken Ru/Co/W/Ru films
铁磁体（FM）和重金属（HM）之间的界面上产生的自旋-轨道效应的增强是可能的，通过在层状膜中的结构反转对称性的强破缺。在这里，我们表明，在Ru/Co/Ru膜中的Co和Ru之间的C3 N4 W中间层的引入能够保持垂直磁各向异性（PMA），同时诱导大的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（iiiT）。我们发现，Ru/Co/W/Ru薄膜的PMA高达0.35 nm的标称厚度的W（tW）。利用布里渊光散射（BLS）技术研究了Damon-Eshbach几何中自旋波的传播，发现随着tW的增加，自旋波的强度值急剧增加。当tW= 0.24nm时，最大吸收峰为-3.1erg/cm ~ 2，是准对称Ru/Co/Ru薄膜的10倍。在对称的HM/FM/HM三层体系中，通过界面工程化的纳米级反转不对称性同时控制PMA和iPhase强度的能力激发了对手性铁磁体的新的基本和实际兴趣，手性铁磁体是磁skyrmions的潜在宿主。
2017-09-05 cond-mat.mes-hall
Possible Broken Inversion and Time-Reversal Symmetry State of Electrons in Bilayer Graphene
利用双带连续介质模型，研究了双层石墨烯中具有有限程排斥作用的电子的破缺反转和时间反转对称态。利用平均场哈密顿量的解析解，我们得到了电子能谱。基态是带隙的。在磁场$B$的存在下，能隙随着$B$的增加而增加，与实验观察非常一致。这种能隙行为源于$n$ = 0和1态的朗道能级的消失。本结果明确地解决了$B$的间隙依赖性的难题。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Skyrmion-generated spinmotive forces in inversion broken ferromagnets
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)（RIKEN 新兴物质科学中心）；Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency（日本原子能研究机构先进科学研究中心）
该研究解析分析反演破缺铁磁体中磁性斯格明子平移运动产生的自旋电动势，推导两类自旋轨道耦合对应的自旋相关电场显式公式，明确其对斯格明子结构与自旋轨道耦合的依赖，为相关现象理解与实验电压估算提供支撑。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Interface states in two-dimensional quasicrystals with broken inversion symmetry
本文提出10重对称、质量二聚化破缺反演对称性的二维准晶，数值并实验验证支持36度急转弯的拓扑界面波导。
2023-04-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Topological currents in black phosphorus with broken inversion symmetry
我们研究黑磷的拓扑电流的性质时，它的反转对称性被故意打破。这里，导带和价带边缘位于矩形布里渊区的$Γ$点，并且它们沿其两个晶轴表现出强的各向异性。我们将在下面展示，这些显著的特征导致线性横向中性拓扑电流，同时伴随着费米表面的非线性横向电荷电流。当面内电场沿Z字形晶轴方向施加时，拓扑电流最大，沿扶手椅方向为零。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic Berry curvature in double liquid crystal microcavities with broken inversion symmetry
我们研究了一种光子器件，该器件由两个耦合光学腔组成，具有Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合，TE-TM分裂和线性偏振分裂，在光子色散的恶魔点处打开可调能隙，从而产生可主动寻址的局部Berry曲率。所提出的架构源于液晶腔中人工光子规范场设计的最新进展[K. Rechcienska等人，Science 366，727（2019）]。我们的研究为拓扑光子学、室温自旋光电子学以及极端条件下光子带量子几何结构的研究开辟了新的视角。
2021-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Weyl semimetal with broken time reversal and inversion symmetries
外尔半金属是一种新的拓扑物质态，其特征是在其能带结构中存在动量空间分离的非简并带接触节点。在这里，我们讨论一个特殊的实现外尔半金属：超晶格异质结构，由交替层的拓扑绝缘体（TI）和正常绝缘体（NI）材料，介绍了我们之前。在这个系统中，Weyl节点分裂最容易通过破坏时间反演（TR）对称性来实现，例如通过磁性掺杂。然而，如果空间反演（I）对称性保持不变，外尔节点将出现在相同的能量，使得费米能量同时与两个节点对齐成为可能。这项工作的目标是探索在这个系统中打破I对称性的后果。我们证明，虽然这通常移动的Weyl节点到不同的能量，从而消除节点半金属和产生一个状态与电子和空穴费米表面，拓扑性质的Weyl半金属状态，即手性边缘状态和相应的霍尔电导率，生存为中度I对称性破缺。此外，我们证明了一个新的拓扑现象出现在这种情况下，如果外部磁场沿异质结构的生长方向施加。也就是说，这导致了一个平衡的无耗散电流，沿着磁场的方向流动，其大小与外尔节点之间的能量差和磁场成比例，具有由基本常数的组合给出的通用系数。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling and broken spin degeneracy in multilayer graphene
由于具有偶数层的ABA堆叠的石墨烯多层膜的晶格以及单层石墨烯的晶格满足空间反演对称性，因此它们的电子带必须在存在时间反演对称性的情况下自旋简并。在本征单层和双层石墨烯中，当对称性不被外场破坏时，在布里渊区拐角附近的低能量处存在的唯一自旋-轨道耦合是凯恩-梅勒项，其打开了体能隙，但不破坏能带的自旋简并性[C. L. Kane和E. J. Mele，Phys. Rev. Lett. 95，226801（2005）]。然而，自旋分裂在具有奇数层（大于或等于3）的多层膜中是允许的，因为它们的晶格不满足空间反转对称性。我们发现，在三层石墨烯，除了凯恩-梅勒项，有第二种类型的内在自旋轨道耦合存在于低能量附近的布里渊区的角落。它在每个谷处引入了能带的塞曼式自旋分裂，在两个谷中具有相反符号的有效磁场。我们估计有效场的大小为~ 2 T。
2010-04-28 cond-mat.mes-hall
Electronic Raman scattering from 2D metals with broken inversion symmetry
Concordia University（康考迪亚大学）
研究二维金属中破坏反演对称性导致的自旋分裂及其对电子拉曼散射的影响，通过分析自旋依赖的散射过程揭示其与自旋轨道耦合的关系。
2026-06-26 cond-mat.mes-hall
Imaginary part of Hall conductivity in tilted doped Weyl semimetal with both broken time reversal and inversion symmetry
我们考虑一个Weyl半金属（WSM）有限的掺杂和倾斜内的连续模型的时间反演和反演对称性都破缺的哈密顿量。我们计算的吸收部分的异常交流霍尔电导率作为光子能量（$Ω$）的函数的I型和II型外尔半金属。对于一个给定的外尔节点，改变其手征或倾斜的符号改变其对吸收霍尔电导率的贡献的符号，而幅度没有变化。对于一个非中心对称系统，我们发现，有范围的光子能量，只有积极的或只有消极的手征性节点有助于虚（吸收）霍尔电导率的一部分。还存在其他光子能量，其中两种手性都有贡献，并且可以存在其他$Ω$范围，其中在I型中没有与AC霍尔电导率相关联的吸收，并且在其他区域中，对于II型，它反而是恒定的。我们对圆偏振光吸收的影响进行了评论。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Manipulating Majorana Fermions in Quantum Nanowires with Broken Inversion Symmetry
我们研究了一个携带马约拉纳量子线，驱动到一个平凡的阶段，通过打破空间反演对称性与倾斜的外部磁场。有趣的是，我们预测，在最近的超导体中施加的超电流能够恢复拓扑相位，因此马约拉纳端态。使用阿贝尔玻色化，我们进一步证实了这一结果的存在下，电子-电子相互作用，并显示了深刻的连接，这种现象的物理一维掺杂莫特绝缘体。目前的结果具有重要的应用，例如，实现了超电流辅助的Majorana费米子编织，这在现实的Majorana网络拓扑量子计算中非常有用。
2012-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Valley currents and non-local resistances of graphene nanostructures with broken inversion symmetry from the perspective of scattering theory
在线性响应区域，理论上考虑了反转对称性破缺的石墨烯纳米结构的谷电流和非局域电阻。通过求解Lippmann-Schwinger方程，计算了从理想引线组所代表的接触进入纳米结构的电子的散射态波函数，并将其投影到谷态子空间上，得到纳米结构中的谷速度场和总谷电流。在隧道制度时，费米能量是在狄拉克点能量周围的光谱间隙，反演对称性破缺被发现在强烈增强的非本地4终端Buttiker-Landauer电阻和谷电流几倍强于传统的电流。这些强谷电流是在隧道机制中电子从接触注入石墨烯的直接结果。它们是手性的，并且发生在电子从其注入纳米结构的接触附近，而不管净电流是否流过接触。它还指出，增强非局部电阻的线性响应制度是不是一个签名的谷电流所产生的电场和Berry曲率对电子速度的综合影响。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Creation of a squeezed photon distribution using artificial atoms with broken inversion symmetry
我们考虑一个两能级系统，它与谐振腔的电磁场既有横向耦合又有纵向耦合。使用极化子变换，该哈密顿量可以映射到Jaynes-Cummings哈密顿量，广义场算子作用于谐振器中的电磁场。与通常的阶梯算子$a$和$a^\dagger$相反，这些算子相对于谐振器中的光子数$n$表现出非单调的耦合强度。特别是在一定的光子数$n_0$下，量子比特与谐振腔之间的耦合存在根源。我们表明，这种效应可以利用产生光子数压缩光，其特征在于Fano因子$F \ll 1$，具有大量的光子（例如，$10^4$的顺序）。
2015-11-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Impact of Broken Inversion Symmetry on Molecular States in multi-Weyl fermions
研究低能色散区域与拓扑多外尔系统耦合的杂质二聚体中反转对称性破缺的影响，揭示其诱导多外尔半金属向金属转变、改变分子子带能量移动及保持非简并的对称选择性机制。
2025-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lasing at arbitrary frequencies with atoms with broken inversion symmetry and an engineered electromagnetic environment
为了设计一种新的激光方案，我们考虑了一个与电磁场既有横向耦合又有纵向耦合的二能级系统。如果纵向耦合足够强，则多光子跃迁成为可能。我们进一步假设电磁环境具有一个单一的尖锐共振，作为一个激光腔的频谱。另外，电磁环境应该在不同于尖锐谐振的频率周围具有非常宽的谐振。我们利用极化子变换导出了描述该系统动力学的速率方程。我们发现，如果原子跃迁的能量差近似于谱函数中两个峰的频率之和，则在锐模频率处的激光是可能的。这允许在大的频率范围内产生激光，并且可以在室温下实现THz激光。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Quantum anomaly and anomalous Josephson effect in inversion asymmetric Weyl semimetals
本文研究了在时间反演对称（TRS）或时间反演对称破缺倾斜下的反转非对称外尔半金属约瑟夫森结的外尔谱。我们发现，这两种类型的倾斜在Weyl节点导致约瑟夫森$0$ - $π$转变和零偏压谷/手征超电流。引人注目的是，TRS倾斜引起了一个纯谷约瑟夫森电流（VJC）和TRS打破倾斜诱导纯手征约瑟夫森电流（CJC）在这个系统中。VJC和CJC是谷对称破缺和$\mathbb{Z}_2$对称破缺的表现。我们得到的反转的纯VJC和纯CJC，即使在零偏置条件下，可控的结长。我们的谷和手性依赖的输运在一个反转不对称Weyl半金属结的可控性分析可以允许在谷电子学和手性电子学，分别应用。倾斜诱导约瑟夫森效应为超导$0$ - $π$跃迁提供了一条不同于传统铁磁性约瑟夫森结的途径，传统铁磁性的约瑟夫森结需要自旋极化.在长结和零温度极限，VJC和CJC与量子异常，这是通过在TRS和TRS打破倾斜的情况下，分别表现在电流的不连续跳跃。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Synergy of fivefold boost SOT efficiency and field-free magnetization switching with broken inversion symmetry: Toward neuromorphic computing
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；Indian Institute of Technology Delhi（德里印度理工学院）
通过集成钌氧化物层，实现SOT效率提升和无场磁化切换，用于神经形态计算的突触状态实现高准确率图像识别
2026-01-08 cond-mat.mes-hall
Berry curvature and symmetry broken induced Hall effect in MoS2
反转对称性破缺和自旋轨道耦合导致了MoS2的谷和自旋霍尔效应。由于动量空间中的谷分离很大，谷指数被期望是鲁棒的。本文通过对MoS2的对称结构和自旋轨道耦合哈密顿量的分析，研究了由Berry曲率引起的MoS2的量子霍尔效应。最后给出了谷和自旋霍尔效应的表达式和粗略计算。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
Lattice composite Fermi liquid with broken inversion symmetry
Harvard University（哈佛大学）；Stanford University（斯坦福大学）
研究具有破缺反演对称性的格点复合费米液体的输运，揭示其因对称性破缺产生的非解析输运特征，可在扭转MoTe₂等实验中检验。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Defeating Broken Symmetry with Doping: Symmetric Resonant Tunneling in Noncentrosymetric Heterostructures
极性异质结中的共振隧穿输运与几何贝里相产生的极化场密切相关。在这些结构中，量子限制的结果不仅在一个离散的电子光谱，而且在内置的极化电荷表现出破坏反转对称沿运输方向。因此，电子相对于电流方向经历高度不对称的量子干涉效应。通过采用掺杂来对抗对称性破缺，我们确定性地控制通过GAN/AlN共振隧穿二极管的共振传输，并实验证明了在非中心对称双势垒电位的对称共振隧穿注入的恢复。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of inversion symmetry broken Weyl semimetal-Weyl superconductor hybrid junctions
本文理论研究了反演对称破缺外尔半金属与内禀外尔超导体混合结的热电性质，揭示了外尔点附近低温下 Wiedemann-Franz 定律的违反，并分析了界面势垒对热电响应的影响，为外尔半金属介观热电器件设计提供依据。
2023-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magneto-optical Kerr effect in Weyl semimetals with broken inversion and time-reversal symmetries
外尔半金属的能带结构的拓扑性质导致了许多独特的输运和光学性质。例如，描述电磁波在具有破缺的时间反演和反演对称性的外尔半金属中的传播，例如，需要通过轴子场$θ\left( \mathbf{r},t\right) =2\mathbf{b}\cdot \mathbf{r}-2b_{0}t,$修改麦克斯韦方程组，其中$θ\left( \mathbf{r},t\right) =2\mathbf{b}\cdot \mathbf{r}-2b_{0}t,$是两个手性相反的外尔节点之间的波矢量空间中的分离，而$2\hslash b_{0}$是它们的能量分离。本文从理论上研究了外尔半金属中轴子项$b_{0}$和$\bf{b}$如何改变克尔转动和椭圆角$θ_{K}\left( ω\right) $和$ψ_{K}\left( ω\right) $的频率行为。法拉第和Voigt配置被认为是因为它们提供不同的信息的电子跃迁和等离子体激元激发。我们推导出的克尔角首先没有外部磁场中的极化的旋转只是由于轴子项，其次在一个强磁场中，这些条款与磁场的回转效应竞争。在后一种情况下，我们集中在超量子极限的费米能级位于手征朗道水平和克尔和椭圆角有更复杂的频率和磁场行为。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Visualizing superconductivity in an inversion-symmetry-broken doped Weyl semimetal
外尔半金属MoTe $_2$为研究外尔物理和超导性之间的相互作用提供了一个难得的机会。最近的研究发现，Se的掺杂可以提高超导体的超导电性，但抑制了Weyl态出现所必需的Td结构相。到目前为止，还没有建立一个微观的理解可能共存的增强超导性和Td相。本文利用扫描隧道显微镜（STM）研究了一种最佳掺杂的新型超导体MoTe $_{1.85}$ Se $_{0.15}$，其体相温度为1.5K。利用准粒子干涉成像技术，我们确定了超导体整体共存的反转对称性破缺的低温Td相的存在。一致地，我们发现从上临界场和涡旋附近态密度的衰减中提取的超导相干长度远大于现有的掺杂剂引起的化学无序的特征长度尺度。我们发现MoTe $_{1.85}$ Se $_{0.15}$中的Weyl半金属正常相具有强的超导电性，这使其成为实现拓扑超导电性的一个有希望的候选者。
2021-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic proximity effect at Bi$_2$Se$_3$/EuS interface with broken inversion symmetry
利用密度泛函理论（DFT）和低能有效模型研究了Bi $_2$ Se $_3$ /EuS界面对拓扑绝缘体（TI）Dirac表面态的磁邻近效应.我们考虑一个薄的铁磁绝缘体EuS膜堆叠在Bi $_2$ Se $_3$（111）三层或五层五重层（QL）的板的顶部，EuS的磁化垂直于界面（$z$轴），这打破了时间反转和反转对称性。结果表明，电荷转移和表面弛豫使狄拉克锥电子掺杂。对于3和5个量子点，顶面狄拉克锥的能隙为9 meV，而底面狄拉克锥保持无隙。这是由于EuS薄膜的短程感生磁矩引起的。对于5个量子阱，在底表面狄拉克点的正下方形成了一个能隙为2 meV的额外狄拉克锥，而对于3个量子阱，没有额外的狄拉克锥。我们还研究了自旋轨道纹理的狄拉克表面态与破坏反转对称性，使用DFT和有效的模型。我们发现，$p_z$轨道耦合到自旋矩的$z$分量，其符号与$p_x$和$p_y$轨道相反。$p_z$和径向$p$轨道以与切向$p$轨道相反的旋向性耦合到面内自旋织构。从有效模型得到的结果与我们的DFT计算一致。计算的自旋轨道织构可以从自旋极化角分辨光电子能谱测试。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weyl semimetal from spontaneous inversion symmetry breaking in pyrochlore oxides
研究了弹性烧绿石晶格上强自旋轨道耦合电子的电子性质。类似于一维系统中的Peierls转变，晶格与电子自由度的耦合可以稳定晶体的自发变形。这种变形对应于呼吸模式，它打破了反转对称性。我们发现，对于中间值的交错应变，反转对称性破缺相实现拓扑Weyl半金属。在温度-弹性相图中，Weyl半金属显示出可重入相行为：它可以从在较高和较低温度下实现的对称相达到。对称相是狄拉克半金属，它是由烧绿石晶格的非对称空间群保护的。超过交错应变的临界值，断裂相是一个完全有间隙的平凡绝缘体。外尔半金属的表面态形成开放的费米弧，我们观察到，它们的连接依赖于终止的晶体。特别地，对于$\{111\}$膜，表面态的半经典闭合电子轨道在磁场中穿过本体两次、四次、六次或十二次。我们演示了如何通过应用表面势来调整费米弧的Lifshitz过渡（我们称之为Weyl-Lifshitz过渡）的批量交叉数。我们的研究结果提供了一个路线拓扑Weyl半金属在电介质材料，并可能与重过渡金属离子，如合金的铱酸盐烧绿石氧化物。
2015-01-13 cond-mat.mes-hall
Fermi arcs mediated transport in inversion symmetry-broken Weyl semimetal nanowire and its hybrid junctions
本文研究反演对称性破缺 WSM 纳米线及 WSM/WSC 混合结中 Fermi 弧介导的输运，揭示其量子化电导与 Andreev 反射特征，并证明结果对无序鲁棒。
2024-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dynamical breaking of inversion symmetry, strong second harmonic generation, and ferroelectricity with nonlinear phonons
Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
通过光学声子的通用硬ening Kerr-like非线性性动态破缺晶格反演对称性，实现强二次和声生成和铁电性
2026-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Electric polarization and nonlinear optical effects in noncentrosymmetric magnets
研究了反转对称性破缺自旋系统中的电极化的强度和非线性光学效应。我们应用强耦合展开的基础电子哈密顿，并系统地推导出的自旋系统中的电极化的强度表示的自旋算符。得到的电极化的强度算子的磁振子表示允许我们通过标准图解法计算线性和非线性光学响应。我们将我们的形式应用于具有交替耦合常数的海森堡模型和具有反转对称性破缺的$J_1$ - $J_2$模型。我们证明，这些反转破碎的自旋系统支持直流磁振子激发时产生的移位电流机制。
2021-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
σh-Broken Induced Topological quasi-BIC
Dalian University of Technology（大连理工大学）；Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）
本文通过设计平面外不对称性实现σh-qBICs，揭示了拓扑相变与Zak相位反转的关系，并展示了对缺陷免疫的高Q共振机制。
2026-01-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
