DMPK Equation for the Edge Transport of Quantum Spin Hall Insulator
利用随机矩阵理论研究了具有多个边缘态的量子自旋霍尔绝缘体在淬火无序存在下的边缘输运的系综统计。建立了适用于该系统的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程。结果表明，二维量子自旋霍尔绝缘体是一种新型的一维量子导体，其系综统计与普通的一维量子导体或具有偶数Kramers边对的绝缘体不同.系综统计提供了一个物理表现的Z2分类的时间反转不变的绝缘体。
2009-05-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Theory of the Quantum Hall Insulator
量子霍尔跃迁是最简单也是研究最多的量子相变之一。然而，在这个制度中的一个新阶段，量子霍尔绝缘体的实验观察，仍然是一个谜，因为它是在十多年前的第一份报告，因为它是在矛盾的所有理论研究的基础上微观相干量子计算。在这项工作中，我们引入到相干量子理论的一个新的成分-罕见的非相干事件，在一个控制的方式。使用直接数值解和实空间重整化，我们证明了这些退相干事件稳定难以捉摸的量子霍尔绝缘体相，这变得更加稳定，随着温度和电压偏置的增加，与实验一致。
2010-05-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Local Hall Conductivity in Disordered Topological Insulators
Wellesley College（韦尔斯利学院）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究无序拓扑绝缘体中局部霍尔电导的特性，发现引入非磁性势能 disorder 可增加陈数绝缘体状态的参数空间区域，并通过分割无序斑块增强拓扑安德森绝缘体的相空间。
2026-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Symmetry in the insulator - quantum Hall - insulator transitions observed in a Ge/SiGe quantum well
研究了磁场驱动下Ge/SiGe量子阱中二维空穴气的绝缘体-量子霍尔-绝缘体跃迁。我们观察到低和高磁场绝缘体和$ν=1$量子霍尔态之间的直接跃迁。随着磁场的增加，从绝缘到量子霍尔和量子霍尔到绝缘的转变在它们的输运性质方面非常相似。我们解决了周围的过渡温度依赖性，并表明，高场过渡的特征能量尺度较大。
1997-08-30 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a Dirac-semimetal thin film
最近发现的拓扑狄拉克半金属代表了一种新的奇异的量子态的物质。拓扑狄拉克半金属可以被看作是石墨烯的三维类似物，其中狄拉克节点受到晶体对称性的保护。研究发现量子限制效应可以使狄拉克节点空出来，使狄拉克半金属转变为带绝缘体。根据薄膜的厚度，带绝缘体可以是普通绝缘体，也可以是量子自旋霍尔绝缘体。本文研究了Dirac半金属薄膜中的无序效应。研究发现，在狄拉克半金属薄膜中，适度的安德森无序强度可以驱动从正常带绝缘体到拓扑安德森绝缘体的拓扑相变。基于Dirac半金属Na $_{3}$ Bi模型参数的数值计算表明，在拓扑Anderson绝缘体相中，带绝缘体的体隙中出现了量子化电导平台，局域电流分布进一步证实了量子化电导平台是由无序诱导的螺旋边缘态产生的.最后，采用基于玻恩近似的有效介质理论对数值结果进行了拟合.
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
Probing onset of strong localization and electron-electron interactions with the presence of direct insulator-quantum Hall transition
我们对无序二维电子系统（2DES）进行了低温输运测量。随着垂直磁场的增加，2DES发生直接绝缘体-量子霍尔转变后，观察到强局域化导致量子霍尔效应的特征。然而，这样的转变并不对应于强本地化的开始。霍尔电阻率和霍尔电导率的温度依赖性揭示了电子-电子相互作用对我们研究中观察到的转变的重要性。
2010-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Parity Hall Effect in Magnetically Disordered Topological Insulator Films
在磁掺杂薄膜拓扑绝缘体中，排列磁矩产生支持单个手征边缘态的量子反常霍尔相位。我们表明，作为系统退磁，无序随机取向的磁矩可以产生一个“量子反常宇称霍尔”相位与\emph{helical}边缘模式保护的酉反射对称性。我们进一步表明，引入超导性，结合选择性的反射对称性的门，允许创建和操纵的马约拉纳零模式，通过纯电气手段和零施加磁场。
2019-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase (experimental realization of a 3D Topological Insulator)
当电子受到大的外部磁场时，传统的电荷量子霍尔效应\cite{Klitzing,Tsui}指示在样品体中产生电子激发间隙，但在边界处允许金属传导。最近的理论模型表明，某些大的自旋轨道相互作用的大块绝缘体也可以自然地支持极端量子极限下的导电拓扑边界态，这为研究零外部磁场中不寻常的量子霍尔现象提供了可能性。大块Bi{1-x}Sbx单晶被预测为一种被称为拓扑绝缘体的不寻常的霍尔相物质的主要候选者。拓扑绝缘体的标志是存在金属自旋织构表面态，其是表征量子自旋霍尔绝缘体的边缘态的高维类似物。在这里，使用入射光子能量调制角分辨光电子能谱，我们报告的直接观察大量狄拉克粒子在大部分的Bi 0.9Sb 0.1，定位在样品的边界处的Kramers点，并提供拓扑狄拉克绝缘体的无隙表面模式的全面映射。这些研究结果一起表明，所观察到的表面状态的边界上的散装绝缘体是一个实现了寻求异国情调的“拓扑金属”。他们还认为，这种材料在开发下一代量子计算设备方面具有潜在的应用，这些设备可能包含“类光”体载流子和拓扑保护的自旋纹理边缘表面电流。这项工作是一个详细的版本[Hsieh等人，NATURE 452，970（2008），{2007年11月提交}]。
2009-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Characterization of the Quantized Hall Insulator Phase in the Quantum Critical Regime
无序Hofstadter模型的电导率$σ$和电阻率$ρ$张量被映射为费米能$E_F$和温度$T$的函数在量子临界区的平台绝缘体转变（PIT）。利用非交换Kubo公式消除了有限尺寸误差。结果再现了这种转变在量子霍尔（IQHE）系统中的所有关键实验特征。特别地，检测和分析量化霍尔绝缘体（QHI）相位。目前公认的QHI阶段的量子临界制度，完全基于实验数据的表征，完全支持我们的理论研究。
2014-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Photoinduced Quantum Anomalous Hall States in the Topological Anderson Insulator
由于磁掺杂拓扑绝缘体通常具有铁磁有序的不均匀性，因此在无磁掺杂的情况下实现量子反常霍尔效应引起了人们的广泛兴趣。在这里，我们提出了一种不同的策略来实现有趣的QAH状态所产生的光和非磁无序的相互作用在二维拓扑平凡系统。结合玻恩近似和Floquet理论，我们证明了在圆偏振光照射下，时间反演不变的无序诱导的拓扑绝缘体，即拓扑Anderson绝缘体（TAI），将演化为时间反演破缺的TAI，然后演化为QAH绝缘体.我们利用自旋和电荷霍尔电导率，这可以在实验中直接测量，区分这三个不同的拓扑阶段。这项工作不仅为实现无磁序的高温QAH效应提供了一个令人兴奋的机会，而且对于拓扑态在自旋电子学中的应用也具有重要意义。
2021-08-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin Hall effect in silicene: transition from spin Hall to normal insulator
在线性响应理论和格林函数理论的框架下，从理论上研究了二维硅烯自旋霍尔效应的内禀贡献。当施加一个外部电压垂直于硅烯平面时，自旋霍尔电导率显示出从低电压下的自旋霍尔绝缘体相到高电压下的常规绝缘体相的转变。这种转变类似于最近报道的双层石墨烯中的相变。硅烯中导致这种转变的自旋-轨道相互作用比石墨烯中的强得多，这应该可以在实验中观察到这种转变。
2012-11-22 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
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
General nonlinear Hall current in magnetic insulators beyond the quantum anomalous Hall effect
本文研究一般磁性绝缘体的非线性霍尔响应，证明破坏反演对称性时存在由虚带间跃迁诱导、与电场二次相关的霍尔电导，并揭示其与整数量子霍尔效应的本质区别。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Magnetization and Level Statistics at Quantum Hall Liquid-Insulator Transition in the Lattice Model
研究了具有Anderson无序的二维有限晶格模型中整数量子霍尔效应的相图中能级间距和磁化强度的统计特性。
2000-04-20 cond-mat.mes-hall
Dirac surface states in magnonic analogs of topological crystalline insulators
我们提出了具有狄拉克表面态的拓扑晶体绝缘体的磁振子类似物的时间反演和半平移的组合对称性的保护。通过建立拓扑磁振子系统的模型，我们证明了由于狄拉克表面态的自旋-动量锁定，系统中的能流响应于电场而流动。我们还提出了一个实现的磁振子类似物的拓扑晶体绝缘体的磁性化合物CrI $_{3}$与单斜结构。
2021-09-18 cond-mat.mes-hall
One-dimensional Dirac electrons on the surface of weak topological insulators
我们证明了一类弱三维拓扑绝缘体的表面具有一维Dirac电子。它们的标志是沿着表面布里渊区的某些方向的线状能量色散。这些一维狄拉克线简并在拓扑上受到对称性的保护，我们称之为面内时间反演不变性。我们展示了这种不变性如何导致狄拉克线堆叠凯恩-梅勒系统和更一般的弱三维拓扑绝缘体模型的表面光谱。
2015-02-15 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
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
Heavy Dirac fermions in a graphene/topological insulator hetero-junction
石墨烯和三维拓扑绝缘体表面态的低能物理都是用具有线性色散的无隙狄拉克费米子来描述的。在这项工作中，我们预测了一个“重”狄拉克费米子出现在石墨烯/拓扑绝缘体异质结，其中的线性项几乎消失，相应的能量色散变得高度非线性。通过结合{ \it ab initio}计算和一个有效的低能模型，我们明确地显示了如何在石墨烯和拓扑绝缘体的表面态之间的狄拉克费米子的强杂化可以降低狄拉克费米子的费米速度。由于线性项可以忽略不计，相互作用效应将大大增强，并可以驱动“重”狄拉克费米子态到具有非零霍尔电导的半量子霍尔态。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Topological insulator and the Dirac equation
本文从Dirac方程的角度给出了拓扑绝缘体的一般描述。狄拉克方程的Z_{2}指数总是零，因此狄拉克方程是拓扑平凡的。在引入动量的二次B项以修正狄拉克方程的质量项m或带隙后，将Z_{2}指数修正为：当mB>0时为1，当mB<0时为0。对于固定的B，当质量m的符号改变时，存在从拓扑平凡系统到非平凡系统的拓扑量子相变。得到了修正的Dirac方程在边界附近的一系列解，这是拓扑绝缘体的特征。从束缚态的解和Z_{2}指数，我们建立了狄拉克方程和拓扑绝缘体之间的关系。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall to Insulator Transition in the Bilayer Quantum Hall Ferromagnet
我们描述了双层量子霍尔铁磁体在填充分数$ν= 1$下的一个新相变。在静态无序（由周期势模型）的存在下，玻色子$S=1/2$自旋子可以经历超流-绝缘体转变，同时保持铁磁有序。莫特绝缘相有一个出射的U（1）光子，跃迁是在这个光子的希格斯相和库仑相之间。电荷和逆流电导率的物理后果，并在存在淬火无序的层间隧穿电导进行了讨论。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Unconventional quantum Hall effect in Floquet topological insulators
本文研究了垂直磁场作用下的非传统量子霍耳效应对双Floquet拓扑绝缘体表面态的影响。所得到的能带结构被光子修饰，拓扑性质由单个表面的低能动力学决定。对称和反对称表面状态的交换通过反转光的偏振而发生。我们发现了一种新的量子霍尔态，其中零朗道能级经历了相变，从一个平凡的绝缘体状态，与霍尔电导率$σ_{yx}=0$在零费米能量，到一个霍尔绝缘体状态与$σ_{yx}=e^2/2h$。这些发现为在$(\pm1/2,\pm3/2,\pm5/2,...)e^2/h$实验上实现非平凡量子态和不寻常的量子霍尔平台开辟了新的可能性。
2016-07-20 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantum-anomalous-Hall insulator to Anderson insulator quantum phase transition and its scaling behavior
通过研究二维超导体到绝缘体的量子相变，或量子霍尔效应中从一个平台到下一个平台或到绝缘体的量子相变的标度行为，揭示了量子相变的本质。在这里，我们报告的量子相变从量子反常霍尔（QAH）绝缘体的磁性拓扑绝缘体通过调整化学势的安德森绝缘体的实验观察。我们的实验证明了标度行为的存在，从中我们提取了这种量子相变的临界指数。我们期望我们的工作将激发在这一新的背景下对量子相变的许多性质进行更深入的研究。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
On the low-field insulator-quantum Hall conductor transitions
我们研究了在含有自组装InAs量子点的二维GaAs电子系统中，绝缘体-量子霍尔导体的跃迁，这种跃迁将填充因子$ν=4$的低场绝缘体与量子霍尔态分开.为了直接从低场绝缘体进入$ν=4$量子霍尔态，二维系统经历了从低场局域化到朗道量子化的交叉。实际上，交叉覆盖了相对于磁场的宽范围，而不仅仅是绝缘体-量子霍尔导体转变的临界点附近的小区域。
2005-03-12 cond-mat.mes-hall
Thin film of a topological insulator as a spin Hall insulator
利用Kubo公式研究了拓扑绝缘体薄膜表面态的自旋电导。膜的不同面之间的杂化在狄拉克点处打开了一个间隙。我们发现，在带隙区自旋电导率仍然是有限的。在带隙附近的无带隙区，自旋电导率增强。这些发现使得拓扑绝缘体薄膜成为自旋电子学应用的有前途的材料。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Phase transition between the quantum spin Hall and insulator phases in 3D: emergence of a topological gapless phase
研究了三维空间中量子自旋霍尔相和绝缘体相之间的相变。我们发现，在三维的反转非对称系统中，量子自旋霍尔相和绝缘体相之间出现了一个无隙相，这与二维的情况相反。这种无间隙相位的存在源于三维空间中无间隙点（恶魔点）的拓扑性质，而不是二维空间。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall
Unified description of Dirac electrons on a curved surface of topological insulators
由无质量狄拉克方程描述的受保护表面态的存在性是拓扑绝缘体的定义性质。虽然这一说法可以明确地验证一个理想化的平面，它仍然有待解决的程度，它可以是一般的。在曲面上，表面狄拉克方程被自旋联系项修正。本文从微分几何的角度出发，给出了从体拓扑绝缘体的哈密顿量出发构造表面Dirac方程的一般框架。得到的统一描述阐明了自旋联系的物理意义。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall
Superluminal Tachyonlike Excitations of Dirac Fermions in a Topological Insulator Junction
我们考虑了两个拓扑绝缘体的系统，并确定了结处表面态的性质。在这里，我们报告说，这些国家，在一定条件下表现出超光（快子）的狄拉克费米子色散。虽然超光速激发已知存在于光学系统中，但这是第一次在纯电子系统中展示可能的快子激发。因此，快子的第一个特征可以在拓扑绝缘体结中通过实验发现。
2012-03-26 cond-mat.mes-hall
Introduction to Dirac materials and topological insulators
我们提出了一个简短的教学介绍狄拉克材料的物理学，仅限于石墨烯和二维拓扑绝缘体。我们首先简要回顾一下粒子物理学中的狄拉克方程和外尔方程。转向凝聚态系统，介绍了半金属石墨烯和各种狄拉克绝缘体，包括Haltron和Kane-Mele拓扑绝缘体。我们还简要讨论了强自旋轨道耦合材料的实验实现。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Breakdown of the Quantized Hall Insulator
我们提出了一个解析标度理论的本地化在一个二维的分层网络模型，旨在代表相位相干电子输运的量子霍尔制度。标度表达式的纵向和霍尔磁阻。与最近的数值研究一致，我们发现霍尔电阻率在金属相是量子化的，但在绝缘相发散。这表明量子化霍尔绝缘体的特性只能在强退相机制存在的情况下发生。
2001-01-29 cond-mat.mes-hall
Scaling Behavior of the Quantum Phase Transition from a Quantum Anomalous Hall Insulator to an Axion Insulator
在量子霍尔和量子反常霍尔（QAH）系统中，从一个平台到下一个平台或到绝缘体的相变揭示了普遍的标度行为。最近在磁性拓扑绝缘体夹层样品中证实了磁场驱动下从QAH绝缘体到轴子绝缘体的量子相变。在这里，我们表明，在过渡点的纵向电阻对磁场的导数的温度依赖性遵循的特征幂律，表明一个普遍的标度行为的QAH到轴子绝缘体相变。类似于量子霍尔平台到平台的转变，QAH到轴子绝缘体的转变也可以通过Chalker-Coddington网络模型来理解。我们提取的临界指数k~ 0.38与最近的高精度数值计算结果的相关长度指数的Chalker-Coddington模型在v ~ 2.6，而不是普遍接受的值2.33。
2020-08-29 cond-mat.mes-hall
Dirac-Electrons-Mediated Magnetic Proximity Effect in Topological Insulator / Magnetic Insulator Heterostructures
在拓扑绝缘体/磁性绝缘体异质结构中实现无耗散手征边缘电流的可能性是基于界面处的磁性邻近交换耦合由拓扑绝缘体的狄拉克表面态支配的条件。本文报道了用极化中子反射计观察到的体绝缘拓扑绝缘体（Bi $_{0.2}$ Sb $_{0.8}$）$_{2}$ Te $_{3}$ /磁性绝缘体EuS异质结构中的狄拉克电子介导的磁邻近效应。我们能够通过施加电背栅来将拓扑绝缘体的费米能级调谐到接近电荷中性点来最大化邻近感生磁性。基于抗磁屏蔽的唯象模型被发展来解释在高载流子密度下被抑制的邻近感生磁性。我们的工作为利用拓扑绝缘体/磁性绝缘体异质界面的磁邻近效应进行低功率自旋电子学应用铺平了道路。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall
Skyrmion-induced anomalous Hall conductivity on topological insulator surfaces
电子自旋动量锁定与背景磁织构一起可以显著改变电子输运性质。本文从理论上研究了拓扑绝缘体与顶部含有磁性skyrmions的磁性绝缘体之间的电子输运。与常规金属中的拓扑霍尔效应不同，即使在没有面内磁织构的情况下，skyrmion也会对异常霍尔电导率产生额外的贡献，这是由于在skyrmion边界处获得的狄拉克电子的相位因子特性。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall
The Fractional Quantum Hall Effect of Tachyons in a Topological Insulator Junction
本文研究了两个拓扑绝缘体结在外磁场作用下的超快电子激发。从快子的有效二维模型和两个拓扑绝缘体的结态评估的朗道能级显示出一些在传统电子系统或石墨烯中看不到的独特性质。$ν=1/3$分数量子霍尔效应在快子系统中也有很强的存在。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall
Nature of Integer Quantum Hall Transitions
基于无序任意子模型，重新讨论了量子霍尔系统的金属-绝缘体跃迁与超流-绝缘体跃迁之间的映射。采用超流-绝缘体跃迁的单参数标度法分析了整数量子霍尔跃迁的标度行为。分析表明，在弱无序极限下，量子霍尔平台直接跃迁到绝缘体，而在强无序极限下，量子霍尔平台则发生漂移跃迁。在这两种情况下，过渡对应于一个非手性超流绝缘体过渡，与纵向和横向量子霍尔电导率以下的半圆关系。
2002-08-06 cond-mat.mes-hall
Reply to Comment on "Localization and Metal-Insulator Transition in Multilayer Quantum Hall Structures"
这是对田中和町田评论的回复。我们提供了一些细节推导的有效场论的整数量子霍尔跃迁使用非阿贝尔手征反常。
1998-09-28 cond-mat.mes-hall
Large Anomalous Hall Effect in Topological Insulators with Proximitized Ferromagnetic Insulators
报道了由铁磁绝缘体Cr2 Ge 2 Te 6和拓扑绝缘体（Bi，Sb）2 Te 3组成的全碲化物异质结构中邻近驱动的大反常霍尔效应.尽管在（Bi，Sb）2 Te 3层的磁化小，异常霍尔电导率达到0.2e2/h的大值，符合铁磁响应的Cr2 Ge 2 Te 6。结果表明，拓扑绝缘体的表面态与邻近层Cr2 Ge 2 Te 6之间的交换耦合是有效的，并且足够强，可以打开表面态的交换能隙.
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Stability of surface states of weak $\mathbb{Z}_2$ topological insulators and superconductors
我们研究了弱$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体（超导体）的表面态的无序的稳定性，这些拓扑绝缘体是强$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体（超导体）的堆栈，考虑在各种空间维度的Altland-Zirnbauer对称类中的代表性狄拉克哈密顿。我们表明，在没有无序，表面狄拉克费米子弱$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体（超导体）可以缺口出的狄拉克质量项耦合表面狄拉克锥，并导致打破了平移对称性（二聚化）。二聚化质量是表面狄拉克哈密顿量中唯一的狄拉克质量项，并且在狄拉克质量的符号上不同的两个二聚化带隙相由$\mathbb{Z}_2$指数区分。换句话说，二聚表面可以被视为强$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体（超导体）。我们认为当狄拉克质量项的系综平均值为零时，表面态不被无序局域化。
2014-01-20 cond-mat.mes-hall
Current scaling of the topological quantum phase transition between a quantum anomalous Hall insulator and a trivial insulator
我们报道了磁性拓扑绝缘体异质结构薄膜表面的量子反常霍尔绝缘体和平凡绝缘体之间的量子相变的电流标度研究。通过倾斜磁化同时测量霍尔电导率$σ_{xy}$来观察转变。在各种激励电流下获得的$σ_{xy}$的转变曲线在单个点处彼此交叉，例示了转变的量子临界行为。过渡曲线的斜率遵循激励电流的幂律依赖性，给出标度指数。结合已有的温度标度研究结果，分别得到局域长度的临界指数$ν$ = 2.8 $\pm$ 0.3和相干长度的临界指数$p$ = 3.3 $\pm$ 0.3。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall
Ambi-chiral anomalous Hall effect in magnetically doped topological insulators
磁掺杂拓扑绝缘体中与时间反转对称性破缺相关的手征性对量子输运现象具有重要意义。本文报道了Mn和Cr掺杂的$_2$拓扑绝缘体在不同厚度和掺杂量下的反常霍尔效应研究。通过对霍尔环的手征性进行追踪，发现Mn型顺时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强，而Cr型逆时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强。我们提供了一个唯象模型来解释磁掺杂拓扑绝缘体中磁有序和反常霍尔效应手征的演化。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing spin entanglement by gate-voltage-controlled interference of current correlation in quantum spin Hall insulators
我们提出了一种纠缠探测器，它由两个量子自旋霍尔绝缘体和一个沉积在边缘通道上的侧门组成。在交流栅压下，纠缠电子对贡献的微分噪声呈现出非平凡的阶跃结构，由此可以很容易地得到自旋纠缠的纠缠度。量子自旋霍尔绝缘体中可能的自旋退相效应也包括在内。
2014-05-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Spin Hall Effect Induced Spin Transfer Through an Insulator
当电荷电流通过表现出自旋霍尔效应的正常金属时，自旋在横向方向上累积在样品的边缘。我们预测，这种自旋积累，或自旋电压，使量子隧穿自旋通过绝缘体或真空到达铁磁体没有转移电荷。在一个正常的金属/绝缘体/铁磁绝缘体三层（如Pt/氧化物/YIG），量子隧穿解释了自旋转移力矩和自旋泵随绝缘体的厚度呈指数衰减。在正常的金属/绝缘体/铁磁金属三层（例如Pt/氧化物/Co）中，自旋转移一般不随绝缘体的厚度单调衰减。结合自旋霍尔磁电阻，这种隧穿机制点的可能性，一种新型的隧道光谱，可以探测磁振子态密度的铁磁绝缘体在一个全电和非侵入性的方式。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition and tunable Dirac-cone surface state in the topological insulator TlBi1-xSbxTe2 studied by angle-resolved photoemission
本文报道了拓扑绝缘体（TI）TlBi_（1-x）Sb_xTe_2的角分辨光电子能谱。TI_（1-x）Sb_xTe_2在0.5我们发现这种转变的特征是随着x的增加系统的空穴掺杂，这导致体导带和价带分别在x~ 0和x~1处的费米能级交叉。拓扑表面态的狄拉克点逐渐与价带边缘分离，伴随着狄拉克载流子的符号反转。我们还发现，狄拉克速度是已知的固体溶液TI系统中最大的。因此，TlBi 1-xSbxTe 2系统为TI的Dirac-cone工程和器件应用提供了一个出色的平台。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Berry phase theory of planar Hall effect in Topological Insulators
在体传导极限下，外磁场平行于外加电流方向时，外尔半金属和拓扑绝缘体的纵向磁阻效应为负。拓扑半金属中的负纵向磁电阻效应被认为是手征反常效应的结果，而拓扑绝缘体中的负纵向磁电阻效应还没有得到很好的定义。另一个有趣的现象，平面霍尔效应-在所施加的共面电场和磁场的平面中出现横向电压，其彼此不完全对准，其中传统的霍尔效应消失的配置，最近被认为存在于Weyl半金属中。本文提出了一种在体电导极限下三维拓扑绝缘体平面霍尔效应的准经典理论。从玻尔兹曼输运方程出发，导出了拓扑绝缘体的平面霍尔电导率和纵向磁导率的表达式，并指出了轨道磁矩对平面霍尔效应的重要作用。我们的理论结果预测特定的实验签名拓扑绝缘体，可以直接在实验中检查。
2017-07-19 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
The stability of the fractional quantum Hall effect in topological insulators
随着最近在拓扑绝缘体表面观察到类石墨烯朗道能级，分数量子霍尔效应的可能性，这是强关联的基本特征，已经变得令人感兴趣。一些实验已经报道了朗道内能级结构，这暗示了分数量子霍尔效应。本文从理论上讨论了分数量子霍尔效应的可行性，并认为虽然这种效应在理想情况下应该发生在$n=0$和$|n|=1$朗道能级上，但在更高的$|n|$朗道能级上却被排除了。与石墨烯不同，拓扑绝缘体中的分数量子霍尔效应被预测为由于自旋轨道耦合而在$n=1$和$n=-1$朗道能级之间显示出有趣的不对称性。
2011-06-22 cond-mat.mes-hall
Localization and Metal-Insulator Transition in Multi-Layer Quantum Hall Structures
研究了整数量子霍尔体系中弱耦合多层电子系统的相结构和霍尔电导量子化。我们推导了一个有效场论，并进行了双圈重整化群计算。结果表明：（i）有限的层间隧穿（无论多么小）引起连续的金属和绝缘相和金属-绝缘体转变的酉普适类。(ii)霍尔电导率在3D制度中的金属相中没有重整化。(iii)霍尔电导在绝缘相被量子化。在体量子霍尔相中，有效场论描述了表面上的输运。
1997-11-07 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian braiding of Dirac fermionic modes using topological corner states in higher-order topological insulator
数值计算表明，高阶拓扑绝缘体角上的拓扑角态具有非阿贝尔编织特性。这种拓扑角态是狄拉克费米子模，而不是马约拉纳零模。我们声称，狄拉克费米子模保护的非平凡拓扑也支持非阿贝尔编织。基于涡旋诱导的狄拉克型费米子模，对这种非阿贝尔编织进行了解析描述。狄拉克费米子模式的辫子算子也解析推导和比较马约拉纳零模式。在实验上，提出了狄拉克费米子模的非阿贝尔编织操作，并通过拓扑电路得到了验证。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall
Dual Dirac liquid on the surface of the electron topological insulator
讨论了拓扑带绝缘体的非费米液体无带隙金属表面态。它有奇数个无隙狄拉克费米子耦合到非紧U（1）规范场。这可以被看作是一个与传统狄拉克费米子表面态对偶的涡旋。这种表面对偶性是最近讨论的规范拓扑绝缘体的体对偶描述的反映。所有其它已知的表面态，包括表面量子Hall态、Fu-Kane超导体、带隙对称拓扑序和“复合Dirac液体”，都可以从对偶Dirac液体中方便地得到。我们还讨论了对偶狄拉克液体的物理性质，以及它与半满朗道能级的关系。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge states and integer quantum Hall effect in topological insulator thin films
整数量子霍尔效应是二维量子物质的一种拓扑状态，最近在三维拓扑绝缘体薄膜中观察到。本文研究了强磁场作用下拓扑绝缘体中表面狄拉克费米子的朗道能级和边缘态。我们研究了霍尔电导量子平台的形成，发现了两种不同的模式，在一种模式中填充数覆盖所有整数，而在另一种模式中填充数仅覆盖奇数。我们专注于最接近零能量的量子平台，并证明了结构反转不对称导致的量子自旋霍尔效应的崩溃。给出了量子霍尔态随磁场、栅压和化学势变化的相图。本工作建立了一个直观的边缘态图像，以理解拓扑绝缘体薄膜中Dirac电子的整数量子霍尔效应。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Insulator of Composite Fermions
我们证明了弱六角周期势可以将具有偶数分母磁填充因子的二维电子气转变为复合费米子的量子反常霍尔绝缘体，产生分数量子化的霍尔效应.该系统提供了一个实现的Halflion蜂窝网络模型，虽然在一个复合费米子系统。我们进一步提出了一个试用的波函数的状态，并数值评估其相对于竞争的Hofstadter状态的稳定性。提出了可能的实验参数。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall
