Multi-terminal Conductance at the Surface of a Weyl Semimetal
外尔半金属是一种新的具有无隙光谱的物质拓扑相。其最显著的特征之一是费米弧表面态的存在。在这里,我们报告原子模拟的直流电导和量子霍尔响应的最小外尔半金属。通过使用散射理论,我们表明,一个量子化的霍尔电导与非零的纵向电导出现相关的费米弧表面状态具有显着的鲁棒性,在系统中的高浓度的缺陷。此外,我们预测,一个板的Weyl半金属与破缺的时间反演对称性承担持续电流完全由系统的大小和晶格参数。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rashba spin orbit coupling and disorder in the conductance properties of a four terminal junction device
本文报道了在二维Rashba自旋轨道耦合(RSOC)存在下无序四端器件的量子输运的理论研究。具体而言,我们计算的行为的纵向(电荷)电导,自旋霍尔电导和自旋霍尔电导波动的无序和Rashba自旋轨道相互作用的强度的函数,使用Landauer Buttiker形式主义通过格林函数技术。我们的数值计算表明,这两个电导减少无序。在较小的值的RSOC参数,纵向和自旋霍尔电导增加,而两者消失在强RSOC限制。自旋电流是更剧烈的无序和RSOC比其电荷对应物的影响。自旋霍尔电导涨落的值并不具有普遍性,它既取决于无序度,也取决于RSOC的强度。因此,自旋霍尔电导涨落与纵向电导涨落相比具有明显的特征。进一步的一个参数标度理论进行了研究,以评估过渡到金属政权的文献中所声称的,我们发现没有确认的RSOC诱导的金属状态的出现。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Sub-Gap Structure in the Conductance of a Three-Terminal Josephson Junction
研究了三端超导体(S)-正常金属(N)-超导体(S)约瑟夫森结。在一个T形的正常金属连接到三个超导水库的几何形状,新的子间隙结构出现在微分电阻的超导体化学势的特定组合。这些对应于设备内库珀对的相关运动,这些运动远高于无干扰能量,并且与由两个纠缠的库珀对形成的四重态的预测一致。一个简化的非平衡Keldysh格林函数计算支持这种解释。
2014-07-06 cond-mat.mes-hall
Two-terminal conductance fluctuations in the integer quantum Hall regime
受最近关于介观积分量子霍尔系统电导涨落的实验的启发,我们考虑了一个模型,在该模型中,库仑相互作用被纳入到通过单个鞍点的边态输运的图像中.在二维电子系统中的“经典”局域态的占据率的变化是由于电子之间的相互作用,当器件顶部的栅极电压变化时。局域态和鞍点之间的静电势引起鞍点势的波动,从而引起边缘态的透射概率的波动。这个简单的模型进行了数值研究,并与观察。
1999-07-12 cond-mat.mes-hall
Critical Behavior of Four-Terminal Conductance of Bilayer Graphene Domain Walls
在垂直电场中的双层石墨烯可以在反向场方向或层间堆叠的区域之间形成畴壁。沿着这些畴壁传播的无隙模式,虽然不是严格的拓扑结构,但具有有趣的物理性质,包括谷动量锁定。两个畴壁相交的结形成量子点接触的类似物。我们从理论上研究了这种结在夹断跃迁附近的临界行为,夹断跃迁由两类不同的非平凡量子临界点控制。对于强相互作用,结可以具有独特电荷和谷电导的相位。对于较弱的相互作用,低温电荷电导可以经历两种可能的量子相变,每个特征在于一个特定的临界指数和崩溃的通用标度函数,我们计算。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall
Electrical probing of the spin conductance of mesoscopic cavities
研究了具有自旋-轨道耦合的三端介观腔中的自旋相关输运。专注于逆自旋霍尔效应,我们展示了如何注入一个纯自旋电流或极化电流从一个终端产生额外的电荷电流和/或电压的两个输出端。这允许从输出上的两个纯电测量中提取腔的自旋电导。我们使用随机矩阵理论表明,自旋电导的混沌弹道腔普遍波动约为零介观平均和介观自旋电荷电流转换器的实验实现描述。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Selective Control of Conductance Modes in Multi-terminal Josephson Junctions
多终端约瑟夫森结的Andreev束缚态谱形成人工能带结构,该能带结构被预测在一定条件下具有可调拓扑相位。然而,多终端约瑟夫森结的终端之间的电导模式的数量必须是少数,为了使这个频谱是实验上可访问的。在这项工作中,我们采用量子点接触几何的三端约瑟夫森器件。我们展示了独立控制的电导模式之间的每对终端和访问的单模制度共存的超导耦合的存在。这些结果为实现多终端约瑟夫森结中可调谐Andreev束缚态谱提供了一个完整的平台。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Three-terminal nonlocal conductance in Majorana nanowires: Distinguishing topological and trivial in realistic systems with disorder and inhomogeneous potential
我们开发了一个理论的三端非局域电导在马约拉纳纳米线中存在的超导体-半导体混合结构中存在的超导接近,自旋轨道耦合,塞曼分裂。解决的关键问题是,这种非局部电导是否可以决定性地区分平凡和拓扑马约拉纳的情况下,存在的化学势的不均匀性和随机杂质无序。我们计算了原始纳米线(良好的零偏压电导峰),纳米线中存在的量子点和不均匀的电位(坏的零偏压电导峰),以及纳米线中存在的大的无序(丑陋的零偏压电导峰)的局部电导以及非局部电导和热导。局部电导本身是无法区分的平凡状态的拓扑状态,因为零偏置电导峰是通用的存在下的无序和不均匀的潜力。的非局域电导,这在原则上是能够提供的散装间隙关闭和重新打开的信息在拓扑量子相变,被发现是太弱的幅度是特别有用的存在下的无序和不均匀的潜力。因此,我们专注于本地,非本地的电,热传导的组合是否可以分离的好,坏,和丑陋的零偏置电导峰在有限长度的导线的问题。我们的论文旨在为未来的实验提供指导,我们得出结论,所有三种测量的组合将是必要的拓扑马约拉纳零模式在纳米线的决定性演示-对应于只有一种测量的正信号很可能是假阳性所产生的混乱和不均匀的潜力。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall
Floquet Spectrum and Two-Terminal Conductance of a Transition Metal Dichalcogenide Ribbon under a Circularly Polarized Laser Field
研究了单层过渡金属二硫属化物(TMDC)带在时间周期圆偏振激光场作用下的输运性质。首先,我们在Floquet理论的框架内计算了准能谱,并分析了Floquet体带隙的非平凡拓扑结构。后者揭示了在有限的样品中的体间隙内的手性边缘状态的存在下,在协议作为能量和激光场的振幅的函数的适当的绕组数的计算。分析了含时微扰对平衡边缘态的影响。最后,我们计算了双端电导,并讨论了上述效应对双端电导的影响,特别是,除了体电导的抑制和Floquet带隙处边缘输运的出现外,我们还发现左右传输系数之间的不对称性(在锯齿形情况下),导致泵浦效应。此外,我们发现当线性电导由平衡边缘态控制时,激光场可以导致线性电导的完全关闭。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall
Temporal Oscillation of Conductances in Quantum Hall Effect of Bloch Electrons
研究了二维电子在周期势作用下的量子霍尔效应中电导的非绝热效应。我们发现霍尔电导和纵向电导随时间振荡,由于量子涨落,它们具有很大的频率。
2006-05-23 cond-mat.mes-hall
Spin-transport in multi-terminal normal metal - ferromagnet systems with non-collinear magnetizations
本文发展了一种考虑非共线自旋积累的正常金属-铁磁混合电子电路中的自旋输运理论。通过电阻元件的自旋输运由4个电导参数描述。这些电导的微观表达式中导出的散射矩阵和明确计算简单的模型。将电路理论应用于附着在铁磁储层上的二端和三端器件。
2001-05-22 cond-mat.mes-hall
On the accuracy of conductance quantization in spin-Hall insulators
与普通的量子霍尔效应相比,在典型的量子自旋霍尔实验中,弹道螺旋边缘通道的电阻是非零的、可加的和量子化程度低的。在这里,我们提出了一个简单的参数连接这个定性的差异与自旋弛豫的电流/电压引线在实验相关的多终端酒吧的几何形状。有限的引线电阻和自旋弛豫都有助于非零的四端边缘电阻,解释了差的量化质量。我们发现,在强自旋弛豫的极限四端和两端电阻的修正是相反的符号,使自旋弛豫电阻的测量是可行的,并估计在碲化汞量子阱的效果的大小。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Transport through a double quantum dot with interdot repulsion
利用数值重整化群(NRG)方法研究了具有点间跳跃$t$、点内排斥$U$和点间排斥$U^{\prime}$的双量子点的输运.在半填充状态下,通过两个相移计算了双量子点连接到两个具有杂化强度$Γ$的非相互作用引线上的准粒子的二端串联和四端并联结构的电导.对于小的$t/Γ$和$U^{\prime}/U$值,在两端串联配置的电导被抑制到几乎为零。在此区域,四端并联结构的电导出现平台,几乎达到两种导电模式的统一极限值$4e^{2}/h$。对于较大的$t/Γ$或$U^{\prime}/U$值,两个电导都被抑制到几乎为零。在双量子点中,只有在电子组态的交叉区附近,二端串联组态的电导才几乎达到幺正极限值$2e^{2}/h$。通过局域电荷的行为和一些热力学量,讨论了输运与电子组态的关系。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Conductance in Disordered Two-Dimensional Electron Systems
我们撤回这篇论文,因为结果是错误的。
2004-10-13 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Conductance of the Two Dimensional Hole Gas in a Perpendicular Magnetic Field
研究了在垂直磁场中有和没有反转对称破缺项的Luttinger模型中二维空穴气体的电荷和自旋霍尔电导,预言了两个关键现象.自旋霍尔电导的符号被外部磁场周期性地调制,这意味着在未来可能的应用。此外,在典型的磁场下,具有一定空穴密度的二维空穴气中存在共振自旋霍尔电导,这意味着一种可能的方法来牢固地建立本征自旋霍尔效应。电荷霍尔电导不受自旋轨道耦合的影响。
2006-05-02 cond-mat.mes-hall
On the half-quantized Hall conductance of massive surface electrons in magnetic topological insulator films
本文通过研究磁性拓扑绝缘体薄膜的晶格模型,揭示了有隙表面能带具有整数量子化霍尔电导、无隙表面能带具有半量子化霍尔电导,并证明单独的有隙表面能带不支持半量子化表面霍尔效应。
2023-04-09 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium conductance of a three-terminal quantum dot in the Kondo regime: Perturbative Renormalization Group
最近的实验的动机,我们认为在近藤制度,这是耦合到三个引线在大的偏置电压的存在下,单电子晶体管。这样的稳态非平衡系统在很大程度上由通过点的电流引起的退相干速率控制。由于二端电导对退相干率不敏感,我们利用微扰重整化群研究了三端器件的电导,并计算了近藤共振的特征分裂.在耦合到三个引线中的潜在偏置和各向异性之间的相互作用决定了退相干速率和强耦合的条件。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall conductance of Bloch electrons in a magnetic field
在不忽略朗道带耦合的情况下,研究了在垂直磁场作用下二维周期势场中电子的能谱和量子化霍尔电导.值得注意的是,即使是弱的朗道带耦合霍尔电导的显着变化相比,一个带近似的霍夫施塔特的butterfly被发现。的主要偏差是重排的子带和意想不到的子带贡献的霍尔电导。
1997-05-21 cond-mat.mes-hall
Electron transport in a two-terminal Aharonov-Bohm ring with impurities
研究了具有少量短程散射体的两端Aharonov-Bohm环中的电子输运。利用零程势理论,得到了电导与电子费米能和磁通量的解析关系式。研究了电导与散射体位置的关系。我们发现电导在一定的能量下表现出不对称的Fano共振。研究了Fano共振态与磁场和杂质位置的关系。发现在一定条件下,Fano共振发生崩塌,连续谱中出现离散能级。得到了与离散能级对应的波函数的显式表达式。
2009-12-05 cond-mat.mes-hall
Determining the spin Hall conductance via charge transport
我们提出了一个方案,其中运输测量的电荷电流和它的噪声可以用来确定自旋霍尔电导在一个四端设置。从散射的形式主义,我们表示的自旋电流和自旋霍尔电导的自旋相关的透射系数。这些系数然后表示在充电电流和噪声方面。我们使用该计划来表征自旋注入效率的铁磁/半导体界面。
2005-03-24 cond-mat.mes-hall
Surface-edge state and half quantized Hall conductance in topological insulators
本文提出了拓扑绝缘体表面态半量子化霍尔电导的表面边缘态理论。证明了在弱磁场中,表面态的单狄拉克锥的能隙开放。我们发现一个新的表面态驻留在表面边缘,并携带手性边缘电流,导致在四端设置的半量子化霍尔电导。我们还给出了半量子化电导的物理解释,表明这种状态是分裂的大质量狄拉克费米子的边界束缚态的电导量子的产品。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Conductance of discrete bifurcated waveguides as three terminal junctions
本文以三端Landauer-Buttiker结为例,给出了标量波在某些分叉离散波导中传播时基于传输矩阵的电导表达式。据发现,形成一个尖锐的角落,作为一个控制器的“泄漏”通量的解释,可以通过操纵通道的数量和类型的横向限制的分叉分支的终端之间的电导进行调谐。工程和科学中的自然应用出现在涉及弹性波、声子波或电子波的纳米级传输的背景下。特别是,该文件包括温度相关的热导率的讨论,假设只有面外声子的贡献,以及一些图形说明。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Hall Conductance of a Two-Dimensional Electron Gas with Spin-Orbit Coupling at the Presence of Lateral Periodic Potential
我们计算了在周期势和垂直磁场中,具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子气磁子带中的霍尔电导分布。在这种半导体结构中,自旋-轨道耦合混合了不同磁性子带的状态,并且与无自旋粒子的情况相比改变了它们的霍尔电导的分布。计算了具有弱($AlGaAs/GaAs$)和相对强($GaAs/InGaAs$)SO和Zeeman相互作用的半导体结构。完全占据的磁子带的霍尔电导取决于系统参数,并且可以在相邻子带彼此接触时改变。结果表明,在具有较强SO耦合的实际半导体结构中,Hall电导的分布不同于\cite{Thoul}等人预言的无自旋轨道耦合系统的量子化规律.在弱SO相互作用和相对大的晶格周期的情况下,磁子带的霍尔电导与无自旋粒子的霍尔电导相同,但随着晶格周期的减小和相邻两个磁子带的相互接触,霍尔电导的分布发生了剧烈的变化。
2007-01-15 cond-mat.mes-hall
Resonant spin Hall conductance in quantum Hall systems lacking bulk and structural inversion symmetry
继以前的工作[沈,马,谢和张,物理Rev. Lett。92,256603(2004)]中,我们详细计算了强垂直磁场中二维量子阱中的自旋霍尔电导。在缺乏体反转对称性的阱中,由自旋-轨道相互作用产生的Rashba耦合在一定的磁场下引入了塞曼分裂朗道能级的简并。这种简并,如果发生在费米能量,将诱导自旋霍尔电导共振低于塞曼能量的数量级的特征温度。在非常低的温度下,自旋霍尔电流是高度非欧姆的。由于结构反转对称性的缺乏,Dresselhaus耦合部分或完全抑制了自旋霍尔共振。用微扰法导出了Rashba耦合和Dresselhaus耦合存在下自旋霍尔电导共振的条件。在无序情况下,当费米能级附近的两个塞曼分裂扩展态由于Rashba耦合而发生简并时,会出现共振自旋霍尔电导;当磁场通过共振场时,量子化电荷霍尔电导的变化量为2e^2/h,而不是e^2/h.
2004-10-07 cond-mat.mes-hall
Observation of half-integer thermal Hall conductance
拓扑不变量是物质的拓扑状态的特征,它是物理量,其值是量化的,不依赖于被测系统的细节。其中,在实验中最容易探测的是霍尔电导,它以$e^2/h$为单位表示($e$是电子电荷,$h$是普朗克常数)。在分数量子霍尔效应中,霍尔电导的分数量子化值证明了拓扑有序状态,这些状态携带具有分数电荷和任意子统计的准粒子。另一个更难测量的拓扑不变量是霍尔热导,单位为$κ_0T=(π^2kB^2/3h)T$($kB$是玻尔兹曼常数,$T$是温度)。对于量子化的热霍尔电导,一个分数值证明了探测到的物质状态是非阿贝尔的。处于非阿贝尔态的准粒子会导致基态简并,并在编织时进行基态之间的拓扑幺正变换。因此,它们可能对拓扑量子计算有用。在本文中,我们测量了几个量子霍尔态在第一激发朗道能级的热霍尔电导。值得注意的是,我们发现$ν=5/2$态的热霍尔电导是分数的,并且等于$2.5κ_0T$
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Conductance-matrix symmetries of a three-terminal hybrid device
我们提出了一个三端超导半导体混合器件的电导矩阵测量由两个正常的引线和一个超导引线。使用的电导的对称分解,我们发现,反对称成分的本地和非本地电导匹配的能量低于超导能隙,与预期的基础上的非相互作用的散射矩阵的方法。此外,Andreev束缚态的本地电荷字符提取的diely-decomposed电导数据,并被发现是类似的两端的设备和可调的栅极电压。最后,我们测量的电导矩阵作为磁场的函数,并确定相关的分裂在低能量的功能,演示如何电导矩阵测量可以补充传统的隧道探针测量在搜索马约拉纳零模式。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Measurement of the conductance distribution function at a quantum Hall transition
实验研究了亚微米硅双端MOSFET电导中量子霍尔平台之间的可再现电导波动。对于在绝缘体到第一平台过渡的剧烈波动,我们发现在零和$e^2/h$之间近似均匀的电导分布。我们指出,这是一致的随机$S$矩阵理论的预测与单通道导线在磁场的导体。
1996-10-24 cond-mat.mes-hall
Universal Hall conductance scaling in non-Hermitian Chern insulators
我们研究了二维陈氏绝缘体的霍尔电导耦合到一个环境,导致增益和损失。引入一个双正交线性响应理论,我们表明,足够强的增益和损耗导致一个特征的非分析贡献的霍尔电导。在其开始时,这种贡献表现出一个普遍的幂律与幂3/2的狄拉克质量,化学势和增益强度的函数。我们的结果为电子输运实验中非厄米拓扑的研究铺平了道路。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the quantum Hall plateau transition
我们分析了电导波动中观察到的量子霍尔制度的散装二维电子系统中的Corbino几何。我们发现,像功率谱密度和温度依赖性的特点同意与简单的期望普遍的金属电导波动,而观察到的幅度减少。此外,退相长度$L_Φ\propto T^{-1/2}$,它支配的波动的温度依赖性,是令人惊讶的不同的缩放长度$L_{sc}\propto T^{-1}$管理的量子霍尔平台过渡的宽度。
2002-04-18 cond-mat.mes-hall
Localization and conductance fluctuations in the integer quantum Hall effect: Real--space renormalization group approach
我们考虑了整数量子霍尔效应跃迁的网络模型。将经典渗流的实空间重整化群方法推广到量子渗流的情形,导出了量子霍尔样品在跃迁处电导普适分布的重整化群封闭方程。我们找到了RG方程的近似解,并用它来计算局域化长度的临界指数和电导分布的中心矩。所得结果与最近的数值模拟结果进行了比较。
1997-01-02 cond-mat.mes-hall
Effect of incoherent scattering on three-terminal quantum Hall thermoelectrics
三端导体在量子霍尔区呈现出独特的热电和热性质:它可以表现为对称整流器和理想的热二极管。这些特性依赖于沿手征边缘信道的相干传播。我们研究了引入探针终端对相干传输的破坏作用。结果表明,手征效应不仅生存存在的非相干,但他们甚至可以提高热电性能在完全非相干制度。
2015-09-17 cond-mat.mes-hall
Transport Theory of Half-quantized Hall Conductance in a Semi-magnetic Topological Insulator
最近,在半磁性拓扑绝缘体异质结构中实验观察到半量子化霍尔电导(HQHC)平台。然而,异质结构是金属的,具有非零的纵向电导,这与通常在绝缘体中观察到量子化霍尔电导的观点相矛盾。在本工作中,我们系统地研究了具有带隙和无带隙Dirac表面的半磁性拓扑绝缘体的表面输运。特别地,我们揭示了HQHC与沿强退相金属边缘的半量子化手征电流直接相关。霍尔电导保持一个半量子化的值大的退相强度,而纵向电导随费米能量和退相强度。此外,我们还计算了电导和电阻随温度的变化关系,这与实验结果一致,不仅提供了HQHC的微观输运机制,而且对今后HQHC的研究具有指导意义.
2022-01-29 cond-mat.mes-hall
Quarter-Filled Honeycomb Lattice with a Quantized Hall Conductance
研究了具有强自旋轨道耦合的蜂窝晶格上的一般二维跳跃模型,其中不要求半填充晶格是拓扑绝缘体。对于四分之一(或四分之三)填充,我们表明,一个量子化的霍尔电导的状态一般出现在存在足够强度的塞曼场。我们讨论了哈伯德相互作用的影响,并认为自发铁磁性(打破时间反转)将发生,导致量子化的反常霍尔效应。
2011-09-22 cond-mat.mes-hall
Topological Description of (Spin) Hall Conductances on Brillouin Zone Lattices : Quantum Phase Transitions and Topological Changes
人们普遍认为拓扑量可以用来描述低维量子液体。(自旋)霍尔电导是典型的例子。它们由陈数表示,陈数是由基态的Berry连接给出的拓扑不变量。我们提出了一个拓扑描述的(自旋)霍尔电导的离散布里渊区。同时,它在混凝土模型的实际数值计算中也是相当有效的。我们证明了它的有效性在一个模型与量子相变。在本晶格公式中还描述了补充过渡的拓扑变化。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
Nonuniversal Critical Conductance Fluctuations of Chiral Surface States in the Bulk Integral Quantum Hall Effect -- An Exact Calculation
体量子霍尔效应中的手征表面电子可能形成第一个扩展系统,在该系统中,可以在存在无序的情况下非微扰地计算电导波动。利用Kubo公式,在适当的边界条件下,用非微扰方法精确计算了电导的方差。我们发现,该系统的电导波动是“非普适的”和电导标度的方差在一个非常特殊的方式。这个结果可以用Landauer-Buttiker公式进行精确计算来检验,两种方法都显示出相同的标度行为。我们还精确地计算了扩散常数的涨落。我们发现,扩散常数的波动消失,从而发挥电导波动没有任何作用。
1996-11-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic adatoms in two and four terminal graphene nanoribbons: A comparison between their spin polarized transport
我们研究了在两端和四端石墨烯纳米带(GNR)中随机分布磁性吸附原子的电荷和自旋输运。在没有Rashba自旋-轨道相互作用(SOI)的情况下,磁性吸附原子的加入仅通过交换偏置产生自旋极化电导的$z$分量,而在存在Rashba SOI的情况下,能够产生所有三个($x$、$y$和$z$)分量。这对可能的自旋电子学应用具有重要的影响。电荷电导在费米能为零附近表现出有趣的行为。在磁性吸附原子的存在下,熟悉的$2e^2/h$平台消失,从而将量子自旋霍尔绝缘相转变为普通绝缘体。局域电荷流和局域自旋流提供了系统电导特性的直观概念。我们发现,局域电荷电流与Rashba SOI无关,而局域自旋电流的三个分量对Rashba SOI敏感。此外,自旋极化电导的波动被发现是有用的量,因为它们显示出特定的趋势,即它们随着吸附原子密度的增加而增强。双端GNR器件似乎更适合于可能的自旋电子学应用。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations and disorder induced $ν=0$ quantum Hall plateau in topological insulator nanowires
暴露在磁场中的干净拓扑绝缘体会产生朗道能级,并伴随着无限平板几何形状的非零霍尔电导率。在这项工作中,我们考虑的情况下,无序的拓扑绝缘体纳米线和发现,相比之下,零霍尔高原出现在一个广泛的能量窗口接近狄拉克点。我们数值计算了无序纳米线统计系综的电导及其分布,并利用电导涨落研究了绝缘相对纳米线长度、无序强度和磁场等系统参数的依赖关系。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall
Adatoms in graphene nanoribbons: conductance characteristics and quantum spin Hall effect
利用Kane-Mele模型研究了两端石墨烯纳米管(GNR)中的电荷和自旋输运.比较了两种常用的石墨烯纳米棒,即扶手椅型石墨烯纳米棒(AGNR)和锯齿型石墨烯纳米棒(ZGNR),结果表明:在Au吸附原子存在的情况下,AGNR在费米能为零附近出现了较为稳定的$2e^2/h$电导平台,而ZGNR的电导平台则较为脆弱.我们表明,这个平坦的高原,具有电导值$2e^2/h$,是不是一个拓扑非平凡的量子自旋霍尔(QSH)状态的标志性签名。电导随吸附原子密度的增加而减小。另一方面,自旋极化电导表现出明显的电导率随Au吸附原子浓度增加而增强的特征。此外,自旋极化电导的波动具有与GNRs的电荷电导分布惊人相似的特征。
2017-05-02 cond-mat.mes-hall
Unconventional Features in the Quantum Hall Regime of Disordered Graphene: Percolating Impurity States and Hall Conductance Quantization
我们报告在无序石墨烯中形成临界态,在量子霍尔制度中的变量和非常规输运性质的起源,例如在没有能带隙和朗道能级简并断裂的情况下的零能量霍尔电导平台。通过使用有效的实空间输运方法,我们计算了大尺寸石墨烯片的耗散和霍尔电导率与随机分布的模型单和双空位。通过分析输运系数随缺陷密度、系统尺寸和磁场长度的标度关系,我们阐明了反常量子霍尔特性的起源是磁场依赖的杂质态,它在某些临界能量处发生渗透。这些发现揭示了未识别的状态和量子输运异常实验报告。
2016-02-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Hall effect induced by internal Coulomb interaction and phase relaxation process in a four-terminal system with time-reversal symmetry
数值研究了具有时间反转对称性和反转对称性破缺的四端系统的二阶非线性霍尔输运性质。在非平衡格林函数的形式主义,二阶非线性电导导出,其中响应于外部电压的内部库仑势显式包括,以保证规范不变性。对于具有单镜对称性Mx的系统,非线性霍尔特性仅在y方向上可观察到,并且仅由二阶非线性效应贡献。从对称性的角度来看,所观察到的非线性霍尔输运现象与半经典的Berry曲率偶极子诱导的非线性霍尔效应具有一一对应的关系.除了系统对称性引起的非线性霍尔效应外,还发现内部库仑势具有与四端系统相同的对称性,从而产生额外的非线性霍尔响应。此外,由虚拟探针模拟的相位弛豫机制导致了相位下降引起的非线性霍尔效应。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall
Two-terminal transport along a proximity induced superconducting quantum Hall edge
我们研究电输运沿整数量子霍尔边缘的邻近效应是由于诱导耦合到超导体。这样的边缘表现出两个马约拉纳-外尔费米子与不同的群速度设置的诱导超导配对。我们表明,这种结构的光谱结果在干涉条纹,可以观察到在两个终端的电导和散粒噪声。我们开发了一个完整的分析理论,这样的条纹为任意光滑的轮廓的诱导配对。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
The differential conductance tunnel spectroscopy in an analytical solvable two-terminal Majorana device
本文研究了由非对称拓扑超导链耦合到两个引线的两端Majorana器件的非马尔可夫量子输运动力学。这种非对称超导链是解析可解的,可以通过半导体纳米线耦合到超导体的混合系统或通过一维横向场伊辛链来实现。在这种非对称超导链中,由于化学势的变化,基态发生了从拓扑Majorana束缚态到平凡Andreev束缚态的拓扑量子相变,而基态能量保持为零。我们求解了精确的瞬态输运电流和相应的微分电导。结果表明,左右Majorana零模之间的干涉对电导的拓扑相变有重要影响。它使边局域拓扑平凡态绝缘,电导为零,而非局域分布的拓扑非平凡态总是量子化电导为2e^2/h。这种与零偏压下零模微分电导拓扑相变相关的显著变化与引线结构和耦合强度无关。我们还研究了超导链的有限尺寸效应和零模和非零能量模之间的相干效应对这种两端Majorana器件的微分电导的影响。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic orbital motion and 0.5$e^2/h$ conductance of quantum-anomalous-Hall hybrid strips
准粒子的磁致轨道运动对量子-反常-霍尔混合超导材料的电导特性有影响。我们阐明的情况下,拓扑NSN理想的交界处存在的轨道磁运动,显示它如何导致一个减半的量子化电导$0.5e^2/h$,即使在没有马约拉纳模式。磁轨道效应有利于具有有限波数的费米带电模式,与马约拉纳零模式不同,马约拉纳零模式是波数为零的不带电零能量模式。0.5电导平台的偏置灵敏度允许区分这两种情况。由于背散射干扰电导振荡是不存在的带电费米子的情况下。
2018-11-28 cond-mat.mes-hall
Large zero bias peaks and dips in a four-terminal thin InAs-Al nanowire device
我们报道了一种四端设计的InAs-Al混合超导体-超导体纳米线器件的电子输运研究。与以前的工作相比,更薄的InAs纳米线(直径小于40 nm),预计将达到更少的子带制度。四端器件设计不包括电极接触电阻,这是一个未知值,不可避免地影响以前报道的器件电导。使用隧道光谱,我们发现大的零偏置峰(ZBP)的微分电导的顺序为$2e^2/h$。通过扫描不同的栅极电压和磁场来研究ZBP的演变,我们发现零偏置峰和零偏置谷之间的转变,而零偏置电导接近$2e^2/h$。我们讨论了一个拓扑平凡的解释,涉及无序,光滑的潜在变化和准马约拉纳零模式。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall
Two parameter scaling of conductance in quantum Hall effect
M.N. Mikheev lnstitute of Metal Physics of Ural Branch of Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院乌拉尔分支M.N.米赫耶夫金属物理研究所)
本文围绕整数量子霍尔效应区域的电导双参数标度问题,梳理相关理论概念,展示二维半导体及石墨烯的多时期实验标度图,并开展实验与计算标度图的对比分析。
2025-10-22 cond-mat.mes-hall
Hopping thermoelectric transport in finite systems: boundary effects
结果表明,对于跳跃制度,在有限的二端和三端系统的热势是由样本的边缘。这是由于传输电子和导电端子之间的能量转移由与该端子耦合最强的位置决定。一维系统的最近邻和可变范围的运输以及某些类型的二维系统,被认为是。对于一个给定的样品,热电势的变化,由于修改散装是相当有限的,与那些的电导。当存在小的热电势变化时,它们在大的介观样品系综上的平均值将消失。我们还得到了在这样的合奏的热电势的分布,并表明其宽度接近有限的限制,随着样本长度的增加。这与在这样的系统中的电导分布形成对比,其宽度在长样本极限中消失。最后,我们发现,在三端的情况下,导热有一个边界占主导地位的贡献,由于非绝热的传导路径。当通常的电导足够小时,这种贡献可以成为主导。我们所有的理论陈述都有数值计算的支持。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall
Field Theory on the von Neumann Lattice and the Quantized Hall Conductance of Bloch Electrons
我们在基于冯诺依曼晶格的量子霍尔系统中构造了有用的单粒子态集。利用动量态的集合,我们发展了一种场论形式,并将其应用于周期势作用下的系统。将传播子缠绕数表示的霍尔电导拓扑公式推广到布洛赫电子。阐明了缠绕数与陈数之间的关系。
1998-12-04 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the integer quantum Hall plateau transition
数值研究了整数量子霍尔效应平台跃迁附近的电导涨落。该系统被认为是在介观制度,与相位相干长度可比的系统的大小。我们专注于一个两端电导G的方形样品,考虑周期性和开放的边界条件横向的电流。在平台转变处,G是广泛分布的,在0和1之间的区间上,分布函数接近均匀,单位为e^2/h。我们的结果与Cobden和Kogan最近在介观量子霍尔效应样品上的实验一致。
1996-11-13 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the fractional quantum Hall plateau transitions
我们得到了一个“平均场”标度流的纵向和霍尔电导率在分数量子霍尔制度。利用复合费米子图像,假设复合费米子遵循整数量子霍尔效应的Khmelnitskii-Pruisken标度流,确定了决定不同分数量子霍尔态之间跃迁的不稳定不动点.得到了临界纵向电导率和临界霍尔电导率在不稳定不动点处的分布,并讨论了这些结果对介观量子霍尔系统实验的意义.
1997-11-18 cond-mat.mes-hall
Conductance distribution between Hall plateaus
在一个二维电子气的实际模型中,研究了在垂直磁场和光滑无序势中两端口电导和四端口电阻在霍尔平台之间的介观涨落.二端口电导分布$P(g)$在$g=0$和$g=1$之间是凹形的,并且在$g=0.2$和$g=0.8$之间是近似平坦的。这些特征与最近的观察结果一致。发现该分布在终点$g=0$和$g=1$附近有明显的峰值。另一方面,在四端口霍尔条几何结构中的三个独立电阻的分布函数的特征在于中心峰值和相对大的宽度。
1999-01-28 cond-mat.mes-hall
Extra Current and Integer Quantum Hall Conductance in the Spin-Orbit Coupling System
本文研究了二维k-立方Rashba自旋轨道耦合系统中粒子流的额外项和霍尔电导的整数量子化。我们给出了该系统中电荷电流的正确公式,并且对额外电流的仔细考虑为以前没有考虑过的量子霍尔效应理论提供了更强的理论基础。对粒子电流密度和局域电导率的非平凡额外贡献,这源于对哈密顿量中动量算符的立方依赖,将对霍尔电导的整数量子化没有影响。本文还讨论了Noether定理在二维k-三次Rashba系统中的推广。这两种方法达到了完全相同的结果。
2008-06-23 cond-mat.mes-hall
Universal Spin Hall Conductance Fluctuations in Chaotic Dirac Quantum Dots
我们提出了完整的分析和数值计算结果,证明了在手性材料,如石墨烯和拓扑绝缘体的自旋霍尔电导的异常普遍波动。我们研究了相应的波动,通用分馏和通用量子化,以及两个制度之间的开放通道轨道数交叉。特别是,我们表明,Wigner-Dyson对称性并不能正确地描述这样的电导和狄拉克量子点上的手征类的优势作用。结果是分析性的,解决了悬而未决的问题。
2016-03-01 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled conductance enhancement from quantum Hall channels along graphene p-n junctions
使用各种接触和栅极几何形状的量子霍尔通道内的石墨烯块的形成进行了研究。沿样品的纵向产生pn结,并且在双极掺杂的情况下,由于在体中形成新的导电沟道,观察到增强的电导,所述沟道的位置、传播方向以及在一种几何形状中与电极的耦合由器件两端的栅极控制填充因子确定。这种效应可以用来探测量子霍尔通道的行为和相互作用,以防止边缘处不受控制的散射。
2016-06-26 cond-mat.mes-hall
Universal spin-Hall conductance fluctuations in two dimensions
本文研究了二维无序四端器件在Rashba或/和Dresselhaus自旋轨道相互作用下的自旋霍尔电导涨落.作为无序的函数,自旋霍尔电导$G_{sH}$表现出弹道,扩散和绝缘输运制度。对于给定的自旋轨道相互作用,一个普遍的自旋霍尔电导涨落(USCF)被发现在扩散制度。USCF的值取决于自旋轨道耦合$t_{so}$,但与其他系统参数无关。它也独立于是否存在Rashba或Dresselhaus或两者的自旋轨道相互作用。当$t_{so}$与跳跃能量$t$相当时,USCF是通用数$\sim 0.18 e/4π$。随着无序强度的增加,$G_{sH}$的分布从金属区中的高斯分布跨越到绝缘区中的非高斯分布。
2006-08-10 cond-mat.mes-hall