Competing ν= 5/2 fractional quantum Hall states in confined geometry
一些理论预言填充因子为5/2的分数量子霍尔态具有非阿贝尔统计特性，这使其成为容错拓扑量子计算的候选者。虽然非阿贝尔的Pfizer态和它的粒子-空穴共轭，反Pfizer态，是5/2态最合理的波函数，但有许多具有阿贝尔或非阿贝尔统计的替代方案。最近的实验表明，隧道指数更符合阿贝尔状态，而不是非阿贝尔状态。在这里，我们提出了边缘电流隧穿实验中的几何限制量子点接触，这表明阿贝尔和非阿贝尔国家竞争填充因子5/2。我们的结果与单量子点接触中的阿贝尔态到非阿贝尔态的跃迁是一致的。我们的观察表明存在一个本征的非阿贝尔5/2基态，但需要适当的限制来维持它.这一观察不仅对理解5/2态的物理性质很重要，而且对未来拓扑量子计算器件的设计也很重要.
2016-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing quantum Hall phases in the second Landau level in low density limit
我们在这封信中介绍了两个高质量，低密度GaAs量子阱的结果。在电子密度n= 5.0 × 10^10 cm^-2的样品A中，在第二朗道能级中，在ν=7/2处观察到各向异性的电子输运行为。我们认为，各向异性是由于在这个样品中的大朗道能级混合效应。在密度为4.1x10^10 cm^-2的样品B中，观察到了较强的8/3、5/2和7/3分数量子霍尔态。此外，我们的能隙数据表明，类似于8/3态，5/2态也可能是自旋非极化在低密度极限。结果表明，强的电子-电子相互作用和较大的朗道能级混合效应对第二朗道能级的竞争基态起着重要作用。
2014-06-04 cond-mat.mes-hall
Tuning between a fractional topological insulator and competing phases at $ν_\mathrm{T}=2/3$
Institute for Theoretical Physics, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院理论物理研究所）；Department of Physics, University of Zürich（苏黎世大学物理系）
研究在总填充分数ν_T=2/3时，通过不同短程Haldane伪势V_m探索介于分数拓扑绝缘体与竞争相之间的相图，发现多种相态。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Competing effects at Pt/YIG interfaces: spin Hall magnetoresistance, magnon excitations and magnetic frustration
研究了界面修饰后Pt/Y3 Fe 5 O 12（YIG）基器件的自旋霍尔磁电阻（SMR）和磁振子自旋输运（MST）。我们的测量结果表明，YIG薄膜的表面处理的结果在一个轻微的增强自旋混合电导和一个非凡的增加在室温下的自旋到磁振子激发的效率。YIG薄膜的表面在低温下会产生表面磁阻挫，导致SMR的符号变化和MST的显著抑制。我们的研究结果表明，SMR和MST可用于探索表面的磁性，包括那些具有复杂的磁性纹理，并强调非磁性/铁磁界面特性的关键重要性，在所得到的自旋电子器件的性能。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Fluctuation-induced Topological Quantum Phase Transitions in Quantum Spin Hall and Quantum Anomalous Hall Insulators
研究了量子涨落在量子自旋霍尔绝缘体和量子反常霍尔绝缘体拓扑量子相变中的作用。采用变分集团近似方法得到了相互作用多体系统的单粒子格林函数，并通过直接计算最近提出的相互作用系统的拓扑序参量来表征不同相.我们在几种模型中精确地指出了量子涨落对量子自旋霍尔到莫特绝缘体跃迁的影响。此外，我们提出了一个一般的机制，拓扑量子相变可以驱动的相互作用引起的自能量的发散。
2012-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Quantum Spin Hall Semimetals with Light
本文提出一种具有Z2拓扑不变量的量子自旋霍尔半金属，可由圆偏振光探测，并通过蜂窝晶格中自旋-轨道耦合、密度波衬底与塞曼效应实现，展现出拓扑保护的螺旋边缘态或光致电流。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Discretized Topological Hall Effect Emerging from Skyrmions in Constricted Geometry
我们通过测量拓扑霍尔效应研究了纳米结构FeGe霍尔条器件中skyrmion的形成过程，这种效应将自旋织构的缠绕数提取为一个出射的磁场.在改变外加磁场的过程中观察到拓扑霍尔电阻率的阶梯状分布，这是由于磁性纳米结构的瞬时变化，如skyrmions的创建，湮灭和抖动运动。拓扑霍尔电阻率的离散变化证明了每个skyrmion中固有的涌现磁通量的量子化性质，这在宏观尺度上的许多skyrmion系统中是不可区分的。
2015-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Hall signatures of magnetic hopfions
磁霍普夫子是一种拓扑保护的三维磁孤子，它由一个在截面轮廓上具有拓扑非平凡自旋织构且接近环面的管子构成。在这里，我们表明，hopfion的局部未补偿的紧急领域导致拓扑霍尔签名，虽然拓扑霍尔效应在全球范围内消失。拓扑霍尔特征可通过磁场或电流切换，并且独立于异常和常规霍尔效应发生。因此，它可以被用来在实验中电学检测hopfions，甚至可以将它们与其他纹理（如skyrmion tubes）区分开来。此外，它可以潜在地用于自旋电子器件。举例来说，我们提出了一个基于hopfion的赛道数据存储设备和模拟的信息载体的hopfion的电检测。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Hall-like behavior of multidomain ferromagnets
本研究通过随机电阻网络模型，揭示多畴铁磁体中类拓扑霍尔信号源于反常霍尔效应与畴壁散射，而非拓扑自旋纹理，并强调区分真伪拓扑霍尔效应的必要性。
2025-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological orbital Hall effect caused by skyrmions and antiferromagnetic skyrmions
研究证明磁性及反铁磁斯格明子等拓扑织构可诱导拓扑轨道霍尔效应，反铁磁体系中该效应无电荷输运且电导率远高于拓扑自旋霍尔效应。
2025-01-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological invariants for the fractional quantum Hall states
计算了分数量子霍尔态的拓扑不变量，其值与整数量子霍尔效应下的陈数一致。在阿贝尔分数量子霍尔态的情况下，这个不变量被证明等于K矩阵的迹。在非阿贝尔分数量子霍尔态的情况下，这个不变量可以根据描述这些状态的共形场论逐个计算。例如，这个不变量可以用来区分不同的分数霍尔状态，即使作为一个单一的数字，它不能唯一地标记不同的状态。
2013-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Spin Hall phase at a Lifshitz transition from competing orders
竞争秩序，如超导性和铁磁性，对费米液体的影响已经得到了很好的证实。一个全面的理解，这样的竞争，在金属的费米面有一个非平凡的拓扑结构尚未实现。在这里，我们在一个原型系统中解决这个问题：2D Rashba半金属。我们发现，占主导地位的超导电性与Rashba自旋轨道相互作用（SOI）的相互作用，形成了一种新的内禀反常霍尔效应（AHE）与Bogoliubov-de Gennes（BdG）准粒子的无隙边缘状态。在巡游铁磁体的情况下，内禀AHE产生于能带结构中的Berry曲率效应。这种现象是强大的，即使次主导铁磁性显着改变配对对称性的性质。一个新兴的自旋霍尔相位涉及费米面拓扑结构的变化被发现伴随着这种Lifshitz量子相变。我们证明了共存的原始和新颖的AHE在弱无序的存在。我们提供了一个比较我们的结果与实验上的二维电子气在氧化物异质界面，以及作出一些可检验的预测。
2014-11-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Continuous topological phase transitions between clean quantum Hall states
研究了具有{ \em same}对称性但拓扑序不同的状态之间的连续跃迁。具有中性准粒子的干净量子霍尔（QH）液体具有这样的转变。对于清洁双层（nnm）状态，可以通过增加层间排斥/隧穿来驱动到其他QH状态（包括非阿贝尔状态）的连续跃迁。导出了描述某些相变临界点的有效理论。
1999-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Colossal topological Hall effect at the transition between isolated and lattice-phase interfacial skyrmions
拓扑霍尔效应被广泛用于研究各种材料中的手征自旋织构。然而，在技术相关的薄膜中控制其大小的因素仍然不确定。使用变温磁输运和实空间磁成像在一系列的Ir/Fe/Co/Pt异质结，在这里，我们报告说，孤立的skyrmion和无序的skyrmion晶格之间的相边界处的手性自旋波动导致拓扑霍尔电阻率的幂律增强高达三个数量级。我们的工作揭示了Skyrmion稳定性和组态在决定拓扑霍尔效应大小中的主导作用。
2021-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Lattice Theory of Pseudospin Ferromagnetism in Bilayer Graphene: Competing Orders and Interaction Induced Quantum Hall States
在平均场理论中，双层石墨烯的大量狄拉克费米子模型具有一族破坏的反转对称性基态，其具有电荷间隙和风味依赖的自发层间电荷转移。我们使用晶格Hartree-Fock模型来探索一些物理控制是否这种类型的对称性破缺状态，它可以被视为一个赝自旋铁磁体，发生在自然界中。我们发现，反演对称性仍然是破缺的晶格模型和估计，转移面密度为$\sim 10^{-5}$电子每碳原子，相关的能隙是$\sim 10^{-2} {\rm eV}$，有序凝聚能是$\sim 10^{-7} eV$每碳原子，和竞争订单之间的能量差在中性点是$\sim 10^{-9} eV$每碳原子。我们探讨了由外部磁场和外部控制的层间电势差引起的量子相变。我们发现，特别是，在一个外部磁场耦合到自发的轨道时刻有利于打破时间反转对称状态，有自发量子化的异常霍尔效应。我们的理论预测的带隙在中性作为层间电势差的函数的非单调行为与最近的实验定性一致。
2010-11-29 cond-mat.mes-hall
Twisted bilayer graphene at charge neutrality: competing orders of SU(4) Dirac fermions
该研究针对电荷中性的转角双层石墨烯，构建含Fierz完备四费米子相互作用的手征SU(4)低能狄拉克费米子模型，通过无偏重整化群分析相图，揭示小味数下平均场序的受限性及SU(4)破缺微扰的影响。
2023-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuations and topological transitions of quantum Hall stripes: nematics as anisotropic hexatics
研究了量子霍尔条纹在朗道能级半满附近的涨落和拓扑熔化跃迁。把条纹态看作各向异性的维格纳晶体（AWC），我们可以把以前研究中的二维电子气的量子霍尔态看作{ \em各向异性的六角晶系}.从AWC到量子霍尔跃迁态的转变温度进行了明确的计算，并提出了一个暂定的相图的二维电子气接近半填充。
2007-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phases in Iridium oxide superlattices: quantized anomalous charge or valley Hall insulators
研究了沿[001]晶轴生长的斜方钙钛矿型氧化铱超晶格的拓扑相。由于Ir氧化物双层超晶格中5d轨道的强自旋轨道耦合和电子关联效应，Ir氧化物双层超晶格呈现出拓扑磁性绝缘体，表现出量子化的反常霍尔效应。根据堆叠的两层，我们还发现了一个山谷霍尔绝缘体与反向传播的边缘电流从两个不同的山谷和拓扑晶体绝缘体的边缘状态的晶格对称性的保护。在单层Ir氧化物超晶格中，当施加应变场以破坏保护Dirac点的滑移面的对称性时，可以实现拓扑绝缘体。在磁有序或面内磁场的存在下，它变成拓扑磁绝缘体。我们讨论这些拓扑相和实验签名的基本成分，以测试我们的理论建议。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall effect and tunable topological states in 3d transition metals doped silicene
我们通过掺杂3d过渡金属在硅烯中实现了量子反常霍尔效应。用解析模型和Wannier插值方法研究了钒掺杂硅烯中存在稳定的量子反常霍尔效应。我们还预测了在某些过渡金属掺杂的硅烯中可以实现量子谷霍尔效应和电可调拓扑态，在这些能带反转的地方。我们的发现为实现量子反常霍尔效应提供了新的方案，为实现电可控拓扑态提供了平台。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topologically induced fractional Hall steps in the integer quantum Hall regime of $MoS_2$
利用线性响应理论推导了二硫化钼单层膜的量子磁输运性质。特别分析了拓扑项对纵向电导率和霍尔电导率的影响。霍尔电导率在整数量子霍尔区呈现分数阶跃。进一步完整的自旋和谷极化的纵向电导率被认为是在这些拓扑条款的存在。最后，舒布尼科夫-德哈斯振荡被抑制或增强的这些拓扑项的符号。
2016-07-14 cond-mat.mes-hall
Topological Hall and Spin Hall Effects in Disordered Skyrmionic Textures
我们进行了全面的拓扑霍尔和拓扑自旋霍尔效应在无序skyrmionic系统的研究：无量纲（自旋）霍尔角的评估跨能量能带结构的多探针Landauer-Büttiker形式主义和他们的链接出现的自旋纹理的真实空间拓扑结构的有效磁场突出。我们讨论了这些结果的最佳skyrmion的大小和各种尺寸的样品，发现绝热近似仍然适用于大skyrmion以及几个原子大小的nanoskyrmion。最后，我们测试了拓扑信号对无序强度的鲁棒性，表明拓扑霍尔效应对动量散射高度敏感。
2016-09-18 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
Ferromagnetic-electrodes-induced Hall effect in topological Dirac semimetals
我们提出了一种非传统类型的霍尔效应在拓扑狄拉克半金属铁磁电极。拓扑狄拉克半金属本身具有时间反演对称性，而附加的铁磁电极打破了它，导致大的霍尔响应。这种诱导的霍尔效应是拓扑材料（例如拓扑狄拉克半金属或量子自旋霍尔绝缘体）中出现的螺旋表面/边缘状态的特征。我们计算的霍尔电导/电阻和霍尔角，通过使用晶格模型与四端几何。对于具有四个电极的拓扑狄拉克半金属，无论电流电极或电压电极是铁磁的，都发生感生霍尔效应。当电极中的自旋几乎完全极化时，霍尔角变得与量子霍尔态或理想磁性外尔半金属一样大。我们展示了诱导的霍尔效应对杂质的鲁棒性，并讨论了自旋注入和自旋衰减问题。该霍尔响应可用于检测两个铁磁电极的磁化是平行还是反平行。
2021-07-10 cond-mat.mes-hall
SU(N) fractional quantum Hall effects in topological flat bands
基于密度矩阵重整化群方法，研究了SU $(N)$不变相互作用下拓扑格点模型中的$N$分量相互作用粒子（硬核玻色子和费米子）.通过调节种间和种内相互作用的相互作用，我们证明了一类SU $(N)$分数量子霍尔态可以出现在最低Chern带的玻色子的分数填充因子$ν=N/(N+1)$（费米子的$ν=N/(2N+1)$），其特征在于非平凡的分数霍尔响应和分数电荷泵。在此基础上，建立了基于$\mathbf{K}$矩阵的拓扑刻画，讨论了拓扑平坦带中陈数$N$与分数量子霍尔物理的密切关系.
2018-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Mapping the phase diagram of the quantum anomalous Hall and topological Hall effects in a dual-gated magnetic topological insulator heterostructure
我们使用双栅极磁性拓扑绝缘体异质结构中的磁输运绘制出拓扑霍尔和量子反常霍尔效应的相图作为化学势（主要由背栅电压决定）和非对称势（主要由顶栅电压决定）的函数。包括表面态和价带量子阱态的理论模型允许的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用和载流子密度与栅极电压的变化的评价。实验和理论之间的定性协议提供了强有力的证据，拓扑霍尔效应的存在，在研究系统中，开辟了一条新的路线，理解和操纵手征磁自旋纹理在真实空间。
2021-03-11 cond-mat.mes-hall
Competing charge density waves probed by non-linear transport and noise in the second and third Landau levels
从非线性电子输运和噪声两方面研究了第二和第三朗道能级（LL）中的电荷密度波（CDW）。Corbino几何的使用确保了仅探测本体性质，而没有来自边缘状态的贡献。第二个LL的重入量子霍尔态R2 a和R2 c以及第三个LL的钉扎CDW中的窄带噪声揭示了CDW的滑动输运。通过将噪声数据与电导率与磁场和偏置电压的图相结合，清楚地揭示了两种LL中各种相-条纹、钉扎CDW或分数量子霍尔液体-之间的竞争。
2017-12-06 cond-mat.mes-hall
Topologically Protected Photonic Modes in Composite Quantum Hall/Quantum Spin Hall Waveguides
光子拓扑系统是凝聚态物理中拓扑材料的电磁模拟，它为设计具有新特性的光学器件创造了许多机会。我们提出了一个实验实现的双各向异性Meta波导光子系统复制量子霍尔（QH）和量子自旋霍尔（QSH）拓扑绝缘相。通过精心设计，复合QH-QSH光子拓扑材料被创建并实验证明支持无反射边模，这是一种在凝聚态物理中前所未有的异质拓扑结构。这种拓扑保护模式的有效自旋自由度决定了它们通过这些系统的独特路径，不受反向散射的影响，并且能够在尖角周围传播。{As作为其新颖特性的一个例子，我们实验演示了基于复合QH和QSH结构的无反射光子器件，包括一个2端口隔离器，一个独特的3端口拓扑器件，以及一个全4端口环行器
2019-08-13 cond-mat.mes-hall
Topological excitation in the Fractional Quantum Hall system
在Ginzburg-Landau理论框架下研究了涡旋和Skyrmions两种拓扑激发。我们得到了分数量子霍尔系统的拓扑激发与序参量之间的严格关系。我们还讨论了分数量子霍尔系统中涡旋的演化。
2001-11-01 cond-mat.mes-hall
Robust formation of topological Hall effect in MnGa/heavy metal bilayers
研究了MnGa/Pt和MnGa/Ta双层膜中由界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用引起的拓扑霍尔效应。最明显的THE信号已被发现的基础上的MnGa薄膜具有小的临界磁能积常数Dc。在5 ~ 300 K的整个温度范围内提取了总霍尔信号中霍尔信号的大拓扑部分。这些结果为研究基于块体垂直磁各向异性材料的磁感应行为提供了基础物理和磁存储技术的新途径。
2018-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Competing topological phases in few-layer graphene
研究了量子霍尔体系中自旋轨道耦合对石墨烯基二维狄拉克费米子气体能带结构的影响。以单层石墨烯作为我们的第一个候选者，我们表明，两个不同的拓扑状态之间的量子相变-量子霍尔和量子自旋霍尔阶段-可以通过简单地调整费米能级与栅极电压驱动。这种转变的特点是存在一个手性自旋极化边缘状态传播沿界面分离的两个拓扑阶段。然后，我们将我们的分析应用到更困难的双层石墨烯的情况。与单层石墨烯不同，由于存在偶数对自旋极化边缘态，自旋轨道耦合本身确实被预测在驱动双层石墨烯进入拓扑相方面不成功。虽然我们表明，这仍然是在量子霍尔制度的情况下，我们指出，通过额外打破层反转对称性，一个非平凡的量子自旋霍尔阶段可以重新出现在双层石墨烯在低能量。我们考虑了两种不同的破缺机制：只在上层诱导自旋轨道耦合和施加垂直电场。在这两种情况下，在低能量的奇数对边缘状态的存在可以由交换场驱动。并对三层石墨烯的相关情况进行了讨论。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall
Interface-driven topological Hall effect in SrRuO$_3$-SrIrO$_3$ bilayer
电子输运与磁性的耦合近年来引起了人们的关注，例如由于动量空间中的Berry相引起的反常霍尔效应。另一种非传统的霍尔效应--拓扑霍尔效应，起源于实空间的Berry相，最近在磁skyrmions的背景下变得非常重要。在由铁磁SrRuO $_3$和顺磁SrIrO $_3$组成的双层膜中，我们在很宽的温度和磁场范围内观察到了拓扑霍尔效应。拓扑项随SrRuO $_3$厚度的增加而迅速减小，最终在7个SrRuO $_3$晶胞处完全消失.结合模型计算，我们认为这种拓扑霍尔效应是由SrIrO $_3$的反转对称破缺和强自旋轨道耦合引起的界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用驱动的.这种相互作用预计将实现内尔型磁skyrmion，其大小估计为$\sim$ 10 nm的拓扑霍尔电阻率的大小。结果表明，高质量的氧化物界面使我们能够调整系统的手性;这可能是迈向未来拓扑电子学的一步。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantized heat flow in graphene quantum Hall phases: Probing the topological order
本文回顾了利用石墨烯范德瓦尔斯异质结构中的量子化热流探测整数和分数量子霍尔态拓扑序的研究进展。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall
Hall and spin Hall viscosity ratio in 2d topological insulators
研究了拓扑绝缘体模型对度规扰动的响应。在本文中，我们引入了一个新的量，霍尔粘度粒子密度比，这是类似于由AdS/CFT对应建议的粘度熵比。这个量对应于表征量子霍尔态的填充分数，因此它可以在Halfman的零场量子霍尔系统中讨论。我们还考虑了与自旋流有关的时反不变量子自旋霍尔系统中的无耗散粘性。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effects in magnetic weak topological insulator films
本文系统研究弱拓扑绝缘体薄膜中的铁磁、反铁磁和交变磁效应，揭示其可在无外磁场下产生多种反常霍尔效应，为探索弱拓扑绝缘体磁效应提供新见解。
2024-09-04 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
Topological characterization of hierarchical fractional quantum Hall effects in topological flat bands with SU($N$) symmetry
在拓扑平带模型下，利用受控数值计算方法研究了SU（$N$）对称硬核玻色子的多体基态。通过引入强的组元内和组元间相互作用，我们证明了在分数填充因子$ν=N/(MN+1)$（奇数$M=3$）处出现玻色SU（$N$）分数量子霍尔（HHH）态的层次结构.为了刻画这一系列的量子态，我们从陈氏数矩阵的逆矩阵中求出了有效$\mathbf{K}$矩阵。的$\mathbf{K}$矩阵的拓扑表征也揭示了量子化的阻力霍尔响应和分数电荷泵，可以在未来的实验中检测到。此外，我们解决了一般的一对一对应的拓扑平坦带与陈数$C=N$在填充$\widetildeν=1/(MC+1)$的无自旋的BROH状态。
2019-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Hall Effect in Magnetic Topological Insulator Films
几何Berry相可以通过自旋-轨道耦合引起，从而引起铁磁材料中的反常霍尔效应，或者通过手性自旋织构，例如skyrmions，导致拓扑霍尔效应。最近的实验表明，这两种现象可以发生在拓扑绝缘体薄膜与磁性掺杂，从而为我们提供了一个有趣的平台，研究这两种现象之间的相互作用。本文采用Landauer-Buttiker公式和迭代格林函数方法，在一个能正确描述磁性拓扑绝缘体薄膜量子阱态的四带模型中，数值研究了反常霍尔效应和拓扑霍尔效应.我们的数值计算结果表明，自旋-轨道耦合在该模型中扮演不同的角色，在清洁和无序的限制量子输运。在清洁极限下，自旋轨道耦合主要影响纵向输运，而对拓扑霍尔电导影响不大。通过在四带模型下对Skyrmion散射截面的解析计算，进一步研究了这种行为。在无序极限下，纵向输运由无序散射决定，自旋轨道耦合对拓扑霍尔电导有很大影响。这种鲜明的对比揭示了磁拓扑绝缘体系统中拓扑霍尔效应中自旋轨道耦合和无序效应之间的戏剧性相互作用。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Ordering the topological order in the fractional quantum Hall effect
Yale University（耶鲁大学）；University of Maryland（马里兰大学）；University of Texas, Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Institute for Advanced Study（高等研究院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文通过一形式全局对称性及其异常，对分数量子霍尔效应中的拓扑序进行排序，并揭示其与实验发现的拓扑序之间的关系。
2026-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological chiral spin liquids and competing states in triangular lattice SU($N$) Mott insulators
SU（$N$）莫特绝缘体已经被提出和/或实现在固态材料中并且在光晶格上具有超冷原子。本文研究了三角晶格上的二维SU（$N$）反铁磁体。从SU（$N$）Heisenberg模型出发，在大$N$极限下，我们进行了自洽计算，得到了各种各样的基态，包括价团簇态、双单胞条纹有序态和拓扑手征自旋液体.当味数$N$小于6时，系统倾向于簇或有序基态。结果表明，增加味剂的数目会增强量子涨落，并最终将团簇化的基态转变为拓扑手性自旋液体。这种手征自旋液体基态对于正方形晶格SU（$N$）磁体具有等效性。我们进一步确定了相应的最低竞争状态，代表另一种不同类型的手性自旋液体状态。最后，我们讨论了相关的系统和实验探头。
2021-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Dual nature of magnetic dopants and competing trends in topological insulators
与磁性杂质相互作用的拓扑绝缘体已被报道具有几种非常规效应。这些现象描述的框架内的缺口狄拉克准粒子由于时间反演对称性破缺。然而，绝大多数的研究表明，即使拓扑绝缘体变成磁性的，在狄拉克点附近也存在有限的态密度。在这里，我们映射的拓扑状态的磁性杂质在原子尺度上的响应。我们证明了磁有序和无隙态可以共存。我们表明，这是如何的两个相反的趋势，即间隙开放和狄拉克节点杂质带的出现，都诱导的磁性掺杂剂之间的微妙平衡的结果。我们的研究结果证明了一个更加复杂和丰富的场景，相对于曾经普遍假设，显示不同的电子和磁状态可能会产生和控制在这类迷人的材料。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall
Hall conductivity as a topological invariant
本工作的目的是从对称性和拓扑学的角度研究量子霍尔效应。本文考虑了在平面电场和垂直磁场作用下电子在二维晶格中运动的模型。我们称之为二维电磁布洛赫问题（EMB）。分析了线性响应近似下的霍尔电导率公式。
2004-09-22 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
Hall viscosity, topological states and effective theories
霍尔粘度是一种无耗散的输运系数，其值在某些拓扑相中以密度为单位进行量化，并且可以用作拓扑序的度量。我给霍尔粘度的概述，它与霍尔电导率在伽利略不变量理论和它的实现有效的理论。
2014-03-25 cond-mat.mes-hall hep-th
Topological Orbital Angular Momentum Hall Current
我们证明了在Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合系统中，自旋霍尔流和轨道角动量霍尔流之间存在着根本的区别。轨道角动量霍尔电流具有纯粹的拓扑贡献，这是由于动量空间中存在磁通量，而自旋霍尔电流不具有这种拓扑性质。此外，我们表明，轨道霍尔电导总是大于自旋霍尔电导在两个耦合的存在下。由于拓扑性质，期望拓扑部分不受无序的影响。因此，在实际实验中，轨道角动量霍尔电流应该是主要的影响。
2005-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum spin Hall effect in 2D topological insulators
人们对拓扑绝缘体产生极大兴趣的最初动机是希望观察到量子自旋霍尔效应。因此，如果一种材料处于拓扑绝缘体状态，他们通常称之为量子自旋霍尔态。然而，尽管令人印象深刻的实验结果证实了量子自旋霍尔态的存在，但量子自旋霍尔效应尚未被检测到。本文首先简要介绍了量子自旋霍尔效应（由拓扑陈数决定的量子自旋电导），然后分析了边界条件对观察到这种效应的关键作用，最后讨论了量子自旋霍尔效应是否以及如何被观察到。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall
Topological Edge States and Fractional Quantum Hall Effect from Umklapp Scattering
研究了磁场作用下各向异性晶格带的量子霍尔效应。在特定的磁场下，引起共振Umklapp散射，该系统在体中是带隙的，并且支持与拓扑绝缘体非常相似的手性边缘态。对于整数和分数量子霍尔效应，这些间隙导致霍尔电导率恰好在已知填充n/m（正整数和奇数m）处的平台。对于双带，我们发现拓扑相变的相位，支持带隙边缘状态与平坦的色散。在光晶格中，可以直接检验所预言的拓扑效应。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall
Time-reversal breaking topological phase without Hall electric current in a two-dimensional Dirac semimetal protected by nonsymmorphic symmetry
本文研究了非对称的二维Dirac半金属中由时间反演破缺场导出的拓扑相。当非对称对称性即使在场的存在下保持，二维电子态变成两个不同的拓扑相位与绝缘间隙。一个阶段是众所周知的量子霍尔态的手征边缘模式伴随着霍尔电流，但另一个是一个非常规的拓扑相位与螺旋边缘模式的时间反演对称性的情况下。
2017-08-19 cond-mat.mes-hall
Unconventional topological Hall effect in high-topological-number skyrmion crystals
拓扑数$Q$等于大于1的整数的Skyrmions称为高拓扑数Skyrmions或高- $Q$ Skyrmions。本文从理论上研究了含有$Q=3$和$Q=2$的正方晶格高$Q$斯基米子晶体（SkX）的拓扑霍尔效应。当费米能级位于相邻单带或多带间的间隙内时，由于出射磁场的作用，类朗道能级的电子能带结构产生量子化的霍尔电导.我们发现，与传统的（$Q=1$）SkX不同，当费米能级越过各个能带时，Hall量子化数平均增加了$1/Q$.我们将这一结果归因于Berry相${\cal{C}}$是在动量空间中测量的，而单个Skyrmion $Q$的拓扑数是在实空间中测量的.由于$Q=1=1/Q$的存在，这种互逆性不影响传统的SkX。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall
Topological quantization of the spin Hall effect in two-dimensional paramagnetic semiconductors
我们提出了二维顺磁半导体模型，其中固有的自旋霍尔效应是完全量子化的拓扑电荷的整数单位。该模型描述了一个拓扑绝缘体的体积，和一个“全息金属”的边缘，其中扩展的边缘状态的数量跨越费米能级是由（正好等于）的体积拓扑电荷。我们还证明了自旋霍尔效应明确的绝热磁通插入所造成的自旋积累。
2006-08-31 cond-mat.mes-hall
Quantum spin/valley Hall effect and topological insulator phase transitions in silicene
我们提出了硅烯中量子自旋和量子谷霍尔效应的理论实现。我们表明，电场和内在的自旋轨道相互作用的组合导致量子相变在电荷中性点。这种从二维拓扑绝缘体到平凡绝缘状态的相变伴随着量子自旋霍尔效应的淬灭和量子谷霍尔效应的发生，提供了一种实验调谐硅烯拓扑状态的工具。与石墨烯和其他传统的拓扑绝缘体相比，硅烯中提出的效应可以通过实验获得。
2012-06-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect of Dirac fermions on the surface of a topological insulator
研究了强拓扑绝缘相的Wilson-Dirac型拓扑绝缘体薄膜表面Dirac费米子的量子霍尔效应。虽然磁场破坏了体的时间反演对称性，但即使在强场状态下，表面态也可以存活。我们研究如何朗道水平的表面态的对称性破缺微扰的影响。
2017-03-07 cond-mat.mes-hall
Holographic duality between $(2+1)$-d quantum anomalous Hall state and $(3+1)$-d topological insulators
本文利用精确全息映射研究了$(2+1)$维量子反常霍尔态，即具有量子化霍尔电导的带绝缘体。精确全息映射是实现全息对偶性的一种方法，它将量子反常霍尔态映射到$(3+1)$维双曲空间中的另一个态。通过研究拓扑响应性质和纠缠谱，证明了量子反常霍尔态的全息对偶理论是一个$(3+1)$维拓扑绝缘体.这种对偶描述通过不同尺度下自由度之间的量子纠缠来刻画系统的拓扑性质。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Competing energy scales in topological superconducting heterostructures
拓扑超导电性已经成为一个可行的路线，创造马约拉纳模式，奇异的准粒子，提出了很大的期望存储和操纵信息的拓扑量子计算方案。实现它们的基本成分是自旋非简并金属态近似于s波超导体。在这种背景下，具有相当大的自旋-轨道耦合的材料中的邻近诱导超导性近年来得到了大量的研究。虽然有令人信服的证据表明，超导性确实可以诱导，但很难阐明其拓扑性质。在这项工作中，我们系统地设计了一种人工拓扑超导体，通过逐步将超导性（Nb）引入具有强自旋轨道耦合（Pt）和3D拓扑表面态（Bi 2 Te 3）的金属。通过纵向研究的超导涡旋内的s波超导Nb和邻近耦合Nb/Pt和Nb/Bi 2 Te 3的字符，我们检测到出现的零偏置峰，这是直接链接到拓扑表面状态的存在。支持一个详细的理论模型，我们的研究结果是合理的竞争能源的趋势，发现施加上限的大小的minigap分离马约拉纳和平凡的模式，其大小最终与基本材料的性能。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A nontrivial crossover in topological Hall effect regimes
提出了一种新的具有手征磁化涡旋系统（如磁skyrmions）的拓扑霍尔效应理论。对于任意交换作用强度和Skyrmion尺寸，我们精确地解决了电子在磁性Skyrmion上的散射问题。我们报告存在不同的制度的THE和解决绝热Berry相位理论方法和微扰理论THE之间的明显矛盾。我们追踪了交换相互作用强度或Skyrmion尺寸的变化如何使拓扑电荷霍尔效应转变为自旋霍尔效应。这种转变有一个不平凡的字符：它是伴随着电荷和自旋霍尔电流的振荡行为。THE的这一标志允许区分实验中手性驱动对霍尔响应的贡献。
2017-07-09 cond-mat.mes-hall
