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
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
Transport properties of 2D-electron gas in a n-InGaAs/GaAs DQW in a vicinity of low magnetic-field-induced Hall insulator--quantum Hall liquid transition
在零磁场下，n-InGaAs/GaAs双量子阱（DQW）中低迁移率稀二维电子气的电阻率（R）在T = 1.8 - 70 K范围内呈现单调的“类绝缘”温度关系（dR/dT < 0）。该温度区间对应于我们的样品的弹道状态（kTtau/hbar > 0.1 - 3.5），并且电子密度在所谓的B = 0 2D金属-绝缘体转变的“绝缘”侧。我们证明了所观察到的局域化和朗道量子化是由于σ_xy（T）反常的T依赖性。
2005-12-28 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
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
A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase : Experimental observation of first strong 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能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的不寻常量子霍尔现象开辟了可能性。大块的Bi $_{1-x}$ Sb $_x$单晶有望成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金属表面态的存在，这些表面态是表征自旋霍尔绝缘体的边缘态的更高维度类似物。除了其有趣的边界状态，大部分的Bi $_{1-x}$ Sb $_x$被预测表现出三维狄拉克粒子，另一个主题的提高当前的兴趣。在这里，使用入射光子能量调制（IPEM-ARPES），我们报告的第一次直接观察大量狄拉克粒子的大部分Bi $_{0.9}$ Sb $_{0.1}$，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。
2009-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
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
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
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
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
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
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
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
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 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
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
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
Surface Phonon Hall Viscosity Induced Phonon Chirality and Nonreciprocity in Magnetic Topological Insulator Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究揭示磁性拓扑绝缘体薄膜中表面声子Hall黏性诱导声子手性与非反向性现象
2026-02-01 cond-mat.mes-hall
Large Anomalous Hall Effect in Topological Insulators Proximitized by Collinear Antiferromagnets
由于CrSb具有高的Néel温度（$\sim$ 700 K）和半金属特性，它在室温反铁磁自旋电子学应用中是一种很有吸引力的材料。利用\emph{ab initio}密度泛函理论研究了CrSb双层膜在少层拓扑绝缘体薄膜上的磁性.我们发现薄膜的总反常霍尔电导率的本征部分是非零的，并且近似量子化。发现在少层拓扑绝缘体薄膜上的双层CrSb的Néel温度比孤立的CrSb薄膜的Néel温度高约两倍。由于CrSb的费米能级态密度低，引入无序可以实现霍尔量子化。因此，拓扑绝缘体表面的CrSb双层膜是高温量子反常霍尔效应的有吸引力的候选者。
2021-07-05 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
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
Spin-circuit representation of spin pumping into topological insulators and determination of giant spin Hall angle and inverse spin Hall voltages
本文构建了自旋泵浦进入拓扑绝缘体的自旋电路表示，考虑体态与表面态平行通道，发现高电导表面态主导了自旋混合电导率与逆自旋霍尔电压的增加，测定出接近最大值1的巨型自旋霍尔角，并引入自旋吸收层使逆自旋霍尔电压翻倍。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall
Large unidirectional spin Hall and Rashba-Edelstein magnetoresistance in topological insulator/magnetic insulator heterostructures
由于其独特的对称性，单向自旋霍尔和Rashba-Edelstein磁阻（USRMR）是非常重要的基本和实际的利益，特别是在读取磁化状态的两端自旋轨道转矩开关存储器和逻辑器件的上下文中。最近的研究表明，拓扑绝缘体可以提高USRMR幅度。然而，迄今为止在此上下文中研究的拓扑绝缘体器件配置，即铁磁金属/拓扑绝缘体双层和磁性掺杂的拓扑绝缘体，分别受到金属层的电流分流和低居里温度的影响。在这里，我们报告了一种新的材料类别-磁性绝缘体/拓扑绝缘体双层异质结构中的大USRMR。这样的结构表现出USRMR是大约一个数量级大于迄今为止在全金属Ta/Co双层中报道的最高值。我们还演示了电流诱导的磁化切换辅助的奥斯特场，和电读出的USRMR，作为一个原型存储器设备。
2018-06-24 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
Large anomalous Hall effect in ferromagnetic insulator-topological insulator heterostructures
我们证明了拓扑绝缘体化合物Bi 2 Te 3在铁磁绝缘体Cr 2 Ge 2 Te 6上的范德华外延。这些层的取向为Bi 2 Te 3的（001）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（001），Bi 2 Te 3的（110）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（100）。横截面透射电子显微镜表明形成了尖锐的界面。在低温下，由Bi_2 Te_3/Cr_2Ge_2 Te_6组成的双层膜表现出很大的反常霍尔效应（AHE）。倾斜场的AHE的研究表明，易轴位于沿c轴的异质结构，与体Cr2 Ge 2 Te 6的磁化测量一致。Cr2 Ge 2 Te 6的61 K居里温度和近化学计量比材料的使用可能导致基于AHE的自旋电子器件的发展。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall
Theory of topological excitations and metal-insulator transition in reentrant integer quantum Hall effect
可重入整数量子霍尔效应（RIQHE）是由于电子晶体的形成。我们分析和数值计算表明，在这些晶体中的电荷密度分布在附近的带电缺陷的拓扑纹理强烈地减少载流激发所需的能量。该理论定量地解释了RIQHE态中实验观察到的绝缘体-金属尖锐跃迁。RIQHE中的绝缘体到金属的转变表现为拓扑带电缺陷的热力学非束缚转变。
2017-05-15 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
Topological insulator in junction with ferromagnets: quantum Hall effects
铁磁体-拓扑绝缘体-铁磁体（FM-TI-FM）结具有热、电量子霍尔效应。所产生的霍尔电压和横向温度梯度可以通过FM引线中的磁化方向来控制，这激发了FM-TI-FM结作为自旋电子器件中的电开关和热开关的使用。热和电霍尔系数计算的铁磁体和自旋弛豫时间在TI的磁化方向的函数。霍尔电压和横向温度梯度降低，但没有完全抑制，即使在很短的自旋弛豫时间。结果表明，对于对称结构的FM引线，霍尔系数与自旋弛豫时间无关。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Response in Two Dimensional Topological Insulators due to the Stark Effect
结果表明，外电场诱导的矩阵偶极矩的存在可以改变二维拓扑绝缘体的霍尔响应。在量子反常霍尔效应的情况下，感生横向电流获得与霍尔电导和所施加电场的时间导数成比例的额外项。在量子自旋霍尔效应的情况下，自旋和电荷横向电流同时出现。由于体积-边缘对应，手性边缘通道与电磁场之间的耦合改变，从而允许额外的非最小耦合项。这两种效应都可以通过传输和隧穿实验来测量。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall magnetoresistance in quasi-two-dimensional antiferromagnetic insulator/metal bilayer systems
研究了反铁磁绝缘层/金属双层膜系统中自旋霍尔磁电阻的温度特性。我们使用量子蒙特卡罗模拟计算SMR信号的幅度，并研究SMR如何依赖于自旋的幅度，AFI层的厚度，以及交换相互作用的随机性。我们的结果为简单的量子自旋模型提供了一个有用的起点，了解磁性化合物的原子层上的SMR测量。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Observation of nonlinear planar Hall effect in magnetic insulator/topological insulator heterostructures
将拓扑绝缘体与磁性绝缘体相连接已被广泛用于研究拓扑表面态与磁性之间的相互作用。以往的输运研究通常将弱反定域的抑制或异常霍尔效应的出现解释为施加于TI的磁邻近效应（MPE）的特征。本文报道了生长在MI铥和钇铁石榴石（TmIG和YIG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜中的非线性平面霍尔效应（NPHE）的观察结果，其非线性平面霍尔效应比生长在钆镓石榴石（GGG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜大一个数量级。TmIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻与外加磁场成线性关系，而YIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻在零磁场附近有一个额外的磁滞回线。发现NPHE的大小与载流子密度成反比。我们推测所观察到的NPHE与MPE诱导的交换能隙开放和TI表面态的面外自旋织构有关，这可以用作MI/TI异质结构中MPE的另一种输运特征。
2022-09-16 cond-mat.mes-hall
Tunable Anderson metal-insulator transition in quantum-spin Hall insulators
数值研究了Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型中的无序效应，发现量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）的Anderson跃迁由模型参数决定。BHZ哈密顿量等价于两个属于酉类的解耦自旋块。与通常认为的二维幺正系统除了在某些临界点外都是绝缘体的观点相反，通过计算局域化长度、能级统计和参与比的标度性质，我们发现在InAs/GaSb型BHZ模型中，在QSHI和正常绝缘体相之间可能出现一个奇异的金属相.另一方面，在HgTe/CdTe型BHZ模型中发现了从QSHI到正常绝缘体的直接跃迁。此外，我们表明，金属相起源于贝瑞相，可以生存的内部和外部的差距。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
The Edge-State Theory of Integer-Quantum-Hall-Effect to Insulator Transition
在实验中已经观察到由无序驱动的从几个积分量子霍尔态到绝缘体的直接跃迁。这一发现是神秘的理论相图，根据相当普遍的考虑，预测一系列的过渡，其中整数$n$表征霍尔电导率连续减少的单位，最终从$n=1$到绝缘体。在这项工作中，我们认为直接跃迁的发生是因为，在一定的参数制度，不同的朗道能级的边缘态是强耦合的，表现为一个单一的边缘状态。它指出了在什么条件下可以看到连续的过渡。
2000-08-28 cond-mat.mes-hall
