Symmetry and transport property of spin current induced spin-Hall effect
研究了自旋电流诱导的自旋霍尔效应，即纵向自旋相关的化学势$qV_{s=x,y,z}$诱导横向自旋电导$G^{ss'}$ .研究了在散射区具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用的四端系统。利用Landauer-B $\ddot u$公式，借助于格林函数，计算了各种自旋电流感生的自旋霍尔电导$G^{ss'}$。对于电荷化学势$qV_c$或自旋化学势$qV_{s=x,y,z}$，横向电导$G^{μν}_p=J_{p,μ}/V_ν$有16个元素，其中$μ,ν=x,y,z,c$。由于我们系统的对称性，这些元素不是独立的。对于具有$C_2$对称性的系统，当中心区域只存在Rashba SOI或Dresselhaus SOI时，一半的单元为零。数值结果表明，在所有的电导元件中，自旋电流感生的自旋霍尔电导$G^{ss'}$通常比自旋霍尔电导$G^{sc}$和自旋霍尔电导的倒数$G^{cs}$大得多（大约一至两个数量级）.因此，自旋电流诱导的自旋霍尔效应在本器件中占主导地位。
2007-02-27 cond-mat.mes-hall
Spin cloud induced around an elastic scatterer by the intrinsic spin-Hall effect
类似于电流在杂质周围产生的Landauer电偶极子，自旋极化的电子云可以由自旋无关的弹性散射体附近的本征自旋霍尔效应诱导。结果表明，在杂质周围的弹道范围内，这样的云出现在Rashba自旋轨道相互作用的情况下，即使体自旋霍尔电流是不存在的。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian Topology from Edge Transport in Hermitian Quantum Anomalous Hall Systems
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Beijing Academy of Quantum Information Sciences（北京量子信息科学研究院）；School of Physical Science and Technology, Soochow University（苏州大学物理科学与技术学院）；Institute for Advanced Study, Soochow University（苏州大学前沿科学高等研究院）；Institute for Nanoelectronic Devices and Quantum Computing, Fudan University（复旦大学纳米电子器件与量子计算研究所）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文证明全局厄米量子反常霍尔系统中，手性边缘模式与扩散边缘模式的相互作用可自然产生非厄米输运，表现为非互易响应和皮肤效应，并通过Landauer-Büttiker模拟在磁性拓扑绝缘体中验证，为固态非厄米拓扑器件提供新途径。
2026-09-22 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional electron hydrodynamics in a random array of impenetrable obstacles: Magnetoresistivity, Hall viscosity, and the Landauer dipole
本文构建了二维电子液体流经不可穿透障碍物随机阵列的流体动力学框架，推导电阻率张量公式，揭示霍尔黏度对电场旋转、霍尔常数偏离及负磁阻的影响，并建立电阻率与Landauer偶极子的概念联系。
2023-10-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin resolved Hall effect driven by spin-orbit coupling
利用Landauer-Buttiker方法，数值计算了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的二维介观系统中的自旋电流和霍尔电流.结果表明，当两种自旋轨道耦合共存时，电场和自旋霍尔电流同时存在，而当其中一种耦合不存在时，电场霍尔电导消失。在强无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导被抑制，但在弱无序状态下，电子电导和自旋霍尔电导仍然存在。从物理上可以理解，自旋轨道耦合产生的自旋动力横向“力”是自旋霍尔电流形成的原因，而横向反射对称性的缺乏是霍尔电流的起源。
2005-04-15 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
Multiple Quantum Phases in Graphene with Enhanced Spin-Orbit Coupling: From the Quantum Spin Hall Regime to the Spin Hall Effect and a Robust Metallic State
我们报告了一个有趣的过渡，从量子自旋霍尔相的自旋霍尔效应后分离的铊吸附原子吸附到石墨烯表面。Landauer-Büttiker和Kubo-Greenwood模拟用于访问实际尺寸的无序铊功能化石墨烯系统中的边缘和体输运物理。我们的研究结果不仅量化了吸附原子聚集在形成的拓扑状态的不利影响，但也提供了证据的出现自旋积累在相对的样品边缘驱动的自旋相关的散射诱导的铊岛，这最终导致在最小的体电导率$\sim 4e^{2}/h$，不敏感的本地化效应。
2014-12-27 cond-mat.mes-hall
Hall Effect Induced by Topologically Trivial Target Skyrmions
通过非共面磁织构的电子获得一个Berry相，它可以被描述为一个有效的磁场。这种效应被称为拓扑霍尔效应，并已在拓扑自旋织构中观察到。最近的实验实现的动机，在这里，我们研究的霍尔效应在一个非拓扑磁纹理称为目标skyrmion。我们从一个简化的半经典图像，并表明霍尔信号是一个非单调函数的电子能量和目标skyrmion半径。这一观察结果延续到介观环境中的朗道-比蒂克形式主义中的完全量子力学处理。我们的结论挑战了社会上流行的观点，即这种结构中的霍尔效应必然需要非零的Skyrmion数。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall
Specific Plateaus of the Quantum Hall Effect Induced by an Applied Bias
研究了具有Dirichlet边界条件的有限二维紧束缚电子系统在磁场和外线性势作用下的能谱和本征态。本征态具有等势性，并可沿垂直于电场的方向穿过元格。当铅被添加到模板中时，承载电流的通道可能会被等电位缩短，从而导致位于通常的IQHE平台之间的额外平台。这一想法得到了四端Landauer-Büttiker方法数值计算的证实。
1997-01-07 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect in a Two-Dimensional Electron System Bent by 90 Degrees
利用一种新的分子束外延生长技术，我们制作了一个二维电子系统，它是围绕一个原子尖锐的90度角弯曲。在倾斜磁场下的量子霍尔机制中，我们可以测量任意填充因子比的同向和反向传播边缘通道之间的平衡。我们在这里提出了4点磁输运特性的角落结的填充因子组合，这一切都可以解释使用标准的Landauer-Buttiker边缘通道图片。这种描述的成功证实了一种新型量子霍尔边缘几何的实现。
2003-10-13 cond-mat.mes-hall
Manifestation of the spin-Hall effect through transport measurements in the mesoscopic regime
通过对H型介观结构的直流输运测量，从理论上研究了具有Rashba自旋轨道耦合的二维电子系统中自旋霍尔效应的表现. Landauer-Buttiker形式主义是用来模拟样品的迁移率和Rashba耦合强度的电流实验，并证明一个可测量的Rashba耦合依赖电压的外观。这种类型的测量只需要金属触点，即，不存在磁性元件。我们还证实了鲁棒性的内在的自旋霍尔效应对无序介观金属制度的准确对角化的研究结果在散装协议。
2004-09-13 cond-mat.mes-hall
Anomalous Conductance Quantization in the Inter-band Gap of a One-dimensional Channel
我们报告一个惊人的偏离规范的步骤序列的量子化电导在弹道，准一维金属通道。理想情况下，在这样的结构中，每个子带群独立于其余子带贡献其朗道电导量子。在完全基于相干单载波传输的图像中，酉后向散射可以将电导阶跃降低到理想以下，但绝对不可能提高子带的理想Landauer电导。确切地说，已经在子带阈值之间的整个密度范围上观察到这种异常和鲁棒的非线性增强（de Picciotto R等人，物理修订信函92，036805（2004）和J.Phys.Condens. Matter 20，164204（2008））。我们从理论上证明了理想Landauer电导的异常增强是载流子跃迁耦合离散子带的标志。
2018-06-16 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall Effect in Two-Dimensional Electron Systems with Rashba Spin-Orbit Coupling and Disorder
利用四端Landauer-Büttiker公式和格林函数方法，数值计算了具有Rashba自旋轨道耦合和无序的二维结系统的自旋霍尔电导.我们发现自旋霍尔电导可以远大于或小于普适值$e/8π$，这取决于SO耦合的大小，电子费米能和无序强度。自旋霍尔电导不随样品尺寸的增加而消失，在很宽的无序强度范围内。数值计算表明，当无序强度小于某一临界值时，非零的SO耦合可以引起电子离域，非零的自旋霍尔效应主要出现在金属区.
2005-01-08 cond-mat.mes-hall
Inelastic scattering effects and the Hall resistance in a 4-probe ring
介观系统中的相位随机化过程可以在Landauer-Büttiker形式主义中通过将额外的电压探针连接到样品以唯象的方式描述。在本文中，它示出了这种想法的扰动处理允许将这样的效果，而不需要放弃通常用于计算传输系数的递归技术的效率。该技术被应用到一个4探针环，其中可以观察到霍尔效应，起源于量子干涉，而不是洛伦兹力作用于电子。研究了非弹性散射对纵向电阻中霍尔电阻和Aharonov-Bohm振荡的影响。
2005-12-13 cond-mat.mes-hall
Charge Hall effect driven by spin-dependent chemical potential gradients and Onsager relations in mesoscopic systems
本文从理论上研究了有限尺寸介观体系中电子和空穴的自旋-霍尔效应及其互易现象（由自旋相关的化学电势梯度驱动的横向电荷电流）。Landauer-Buttiker-Keldysh形式主义是用来模拟样品的迁移率和Rashba耦合强度，这是实验上可访问的，并证明了可测量的电荷电流的外观诱导的自旋相关的化学电势梯度的倒数自旋-霍尔效应。我们还表明，在介观相干输运制度的Onsager关系满足电子和空穴介观系统的无序平均电导。
2005-05-25 cond-mat.mes-hall
The effect of in-plane magnetic field and applied strain in quantum spin Hall systems: application to InAs/GaSb quantum wells
受最近在InAs/GaSb量子阱\cite{du2013} $^,$ \cite{xu2014}中发现的量子化自旋霍尔效应的启发，我们利用Landauer-Butikker方法，从理论上研究了面内磁场和应变效应对电荷电导量子化的影响.我们的理论预测的鲁棒性的电导量子化对磁场高达20特斯拉的非常高的领域。我们使用一个无序的跳跃项来模拟应变，并表明应变可能有助于量子化的电导。将讨论与实验的相关性。
2016-04-04 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance originated from charge-spin conversion in ferromagnet
从理论上研究了由反常霍尔效应引起的铁磁/铁磁/铁磁三层膜中的横向磁电阻效应。通过求解体材料中的自旋扩散方程，利用铁磁/铁磁界面处自旋相关的Landauer公式，得到了横向电阻率的解析表达式。由反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换以与自旋反常霍尔角的平方成比例的方式对磁阻作出贡献。磁阻的角度依赖性与平面霍尔效应的角度依赖性基本相同，但具有取决于两个铁磁体中磁化的相对角度的附加项。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Asymmetric quantum Hall effect and diminished $ν=0$ longitudinal resistance in graphene/InSe heterostructures
Tianjin University（天津大学）；Peking University（北京大学）
石墨烯/InSe异质结构中观察到非对称量子霍尔效应及ν=0纵向电阻降低，通过密度梯度与平衡机制解释，并提出工程化输运性质的新方法。
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Cryogenic scanning force microscopy of quantum Hall samples: Adiabatic transport originating in anisotropic depletion at contact interfaces
在基于（Al，Ga）As/GaAs异质结的量子霍尔样品上制备了各向异性磁电阻和本征绝热输运特性。我们成功地探测这些运输功能的微观起源与低温扫描力显微镜（SFM）通过测量局部电位分布内的二维电子系统（2DES）。这些局部测量揭示了不可压缩的条带的存在下，在前面的接触与绝缘性能取决于接触/2DES界面线相对于异质结构的晶轴的取向。这样的观察给了“非理想接触”一词另一个微观意义，这个词在应用于量子霍尔效应的朗道-比提克形式主义的上下文中使用。
2010-03-27 cond-mat.mes-hall
Spin Hall conductance in a Y-shaped junction device in presence of tunable spin-orbit coupling
利用Landauer-Büttiker方法研究了三端Y型器件中存在可调自旋轨道相互作用时的自旋霍尔效应.我们已经发展了一种制造技术，用于在Y形器件的两个臂之间创建不同的角间距，以便研究角宽度对自旋霍尔电导（SHC）的影响。较小的角间距产生较大的电导。自旋量子化轴的任意取向也产生对应于Y形装置的不同角分离的SHC的有趣的三维等高线图。结果清楚地表明了自旋旋转对称性的破缺。进一步进行了系统的研究，比较和对比不同的SO项，如Rashba和Dresselhaus SO相互作用和角分离的相互作用。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Transport in Coherent Quantum Hall Bilayers
讨论了两种对含激子凝聚的双层量子霍尔系统中小电流输运的唯象描述，一种是基于与相干双层接触处Andreev散射的Landauer-Buttiker描述，另一种是基于层间弱耦合到强耦合交叉的简化单参数{ \em p-ology}描述. Andreev散射现象的目的是应用时，冷凝物是发达的，并用于预测各种两个接触几何形状的电流-电压关系。我们也适用于这种形式主义的情况下，隧道电流超过其临界值和冷凝物是时间依赖性的。{ \em p-ology}方法被用来建立大的纵向阻力的普遍发展，即使在均匀相干样品中，作为凝聚减弱和霍尔阻力减少。
2011-03-07 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
Integer Spin Hall Effect in Ballistic Quantum Wires
研究了电场作用下二维量子线中的弹道电子输运。我们演示了如何自旋轨道耦合的存在下，由于均匀的电约束场给出了一个非对易的效果，在横向磁场的存在下。我们讨论了如何非换向意味着一个边缘本地化的电流依赖于电子自旋也给出了半经典的自旋相关的霍尔电流。我们还讨论了如何可能获得一个量子化的自旋霍尔电导的弹道输运制度，通过发展的Landauer形式主义，并显示之间的耦合自旋磁动量和轨道的，由于存在一个循环电流。
2005-12-21 cond-mat.mes-hall
Effect of magnetic field on a magnetic topological insulator film with structural inversion asymmetry
研究了磁场对具有结构反转不对称性的双磁性拓扑绝缘体薄膜的影响。我们介绍了相图，解析计算了朗道能级谱，并在Landauer-Büttiker公式中模拟了输运行为。量子反常霍尔相位将在增加的磁场中幸存。由于朗道能级的两个自旋极化零模，在结构反转对称性的保护下，磁场可以诱导出类似于量子自旋霍尔效应的非平凡相位。一些奇异的纵向和霍尔电阻平台的分数值也被发现在一个六端霍尔酒吧，由于反转能带和朗道能级之间的耦合所产生的。
2016-05-12 cond-mat.mes-hall
Topological spin Hall effect in antiferromagnets driven by vector Néel chirality
本文理论发现反铁磁金属中尼尔矢量形成的矢量手性可产生拓扑自旋霍尔效应，其强度正比于边缘绕数，对反铁磁半子非零而对斯格明子为零，并通过数值计算验证了费米能级和弱耦合条件下的增强行为。
2023-04-06 cond-mat.mes-hall
Ballistic-to-diffusive transition in engineered counter-propagating quantum Hall channels
Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, SPEC（巴黎萨克雷大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、物理谱与现象实验室）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究所电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究所材料纳米架构研究中心）；Laboratoire de Physique de l’Ecole normale supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室、巴黎高等师范学院、巴黎文理研究大学、法国国家科学研究中心、索邦大学、巴黎西岱大学）
研究通过可调的反向传播边缘态实现量子反向传播通道中的球面到扩散转变，展示了通过可控参数模拟电子共轭态和其它量子反向传播效应的实验方法。
2026-05-13 cond-mat.mes-hall
QHE, magnetoresistance and disordered transport on 2D mesoscopic plaquettes
在具有随机分布陷阱的紧束缚模型中，研究了矩形介观元胞在垂直磁场中的输运性质。纵向和霍尔电阻的计算在四探针Landauer-Büttiker形式主义，自动帐户的量子相干性和陷阱诱导的本地化。本征矢量的局部特性和在给定的磁通量的状态密度的具体方面与作为费米能量的函数的上述电阻的行为相关。霍尔绝缘体和量子霍尔制度的证据。用纯量子力学方法研究了纵向电阻和霍尔电阻的组态平均值对磁场的依赖性。负和正的磁阻被发现。
1998-01-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in polycrystalline graphene: The role of grain boundaries
我们使用数值模拟来预测奇特的磁输运指纹在多晶石墨烯，由不同尺寸和取向的晶界的存在下驱动。朗道能级的形成被证明是受多晶形态的限制，要求磁长度小于平均晶粒半径。局域化的性质也被发现是不寻常的，强烈的局域化状态在朗道能级的中心（包括通常高度鲁棒的零能态）和扩展的电子状态之间的朗道能级。这些扩展状态沿晶界网络渗透，导致体耗散电导率的有限值和量子化霍尔电导的抑制。这种故障的量子霍尔制度引起的扩展结构缺陷也说明了通过两个终端的Landauer-Büttiker电导计算，表明一个单一的晶界如何诱导边缘状态之间的交联躺在相对两侧的带状几何形状。
2014-10-03 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect and Origins of Nonlocal Resistance in Adatom-Decorated Graphene
最近的实验报道了用吸附原子修饰的石墨烯中出乎意料的大自旋霍尔效应（SHE），引起了激烈的争议。我们应用数值精确的Kubo和Landauer- Buttiker公式的金修饰的无序石墨烯（包括吸附原子簇）的现实模型，以获得自旋霍尔电导率和自旋霍尔角，以及非局部电阻作为一个数量可访问的实验。大自旋霍尔角为0.1，在零温度下，但它们对吸附原子簇的依赖性不同于半经典输运理论的预测。此外，我们发现多个背景贡献的非本地电阻，其中一些是无关的SHE或任何其他自旋依赖的起源，以及在室温下的SHE的强烈抑制。这促使我们设计一种多终端石墨烯几何结构，抑制这些背景的贡献，因此，可以量化在二维材料中的自旋电流产生的上限。
2017-03-15 cond-mat.mes-hall
Current-Induced Instability of a Perpendicular Ferromagnet in Spin Hall Geometry
我们发展了两个铁磁体存在时自旋霍尔力矩的理论公式。虽然传统的自旋霍尔转矩的方向总是指向面内方向，但是本系统能够通过改变另一磁化的方向来操纵作用于一个磁化的转矩方向。基于自旋积累的扩散方程和朗道公式，导出了自旋霍尔力矩的解析表达式。本模型提供了一种利用自旋霍尔效应在零场确定性地切换垂直铁磁体的解决方案。
2016-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance matrix of multi terminal semiconductor devices with edge channels
本文提出了一种确定具有边缘沟道的多端半导体结构电导矩阵的方法。这种方法似乎适用于普通的Landauer-uttiker形式主义的框架内的载流子输运分析的量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应的制度。所提出的方法证明主要考虑的贡献，探针电阻的矩阵电导元素的形成。最后，讨论了这种方法在开发新型模拟密码器件中的实际应用的可能性。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall
Orbital Hall effect in mesoscopic devices
本文研究四端 Landauer-Büttiker 介观器件中的轨道霍尔效应，利用 RMT 与紧束缚计算揭示轨道霍尔电流涨落振幅及其与实验吻合的霍尔角—电导率关系。
2023-11-14 cond-mat.mes-hall
Electronic quantum optics beyond the integer quantum Hall effect
模拟两个开创性的量子光学实验被认为是在凝聚态设置与单电子源注入电子波包的边缘状态耦合通过量子点接触。当只注入一个电子时，量子点接触输出端的噪声相关测量对应于Hanbury-Brown和Twiss设置。当两个电子在相对的边缘注入时，实现了相当于Hong-Ou-Mandel碰撞的结果，表现出量子光学符合测量中的下降。本文首先利用Landauer-Buttiker散射理论讨论了整数量子霍尔效应中的这些现象，然后重点讨论了两个比较奇特的系统：二维拓扑绝缘体的边缘态，在这里由于时间反演对称性而产生新的物理，可以实现三电子碰撞;和边缘状态的混合霍尔/超导设备，它允许执行电子量子光学实验与Bogoliubov准粒子。
2016-10-04 cond-mat.mes-hall
Nanomagnet coupled to quantum spin Hall edge: An adiabatic quantum motor
耦合到量子自旋霍尔边缘的磁性岛的旋进磁化沿着边缘泵送电荷。相反，施加到边缘的偏置电压使磁化进动。我们指出，该装置实现了绝热量子马达，并讨论了其操作的效率的基础上的散射矩阵方法类似于Landauer-B“uttiker理论。散射理论提供了一个微观推导的朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的磁化动力学的设备，包括自旋转移扭矩，吉尔伯特阻尼，和朗之万扭矩。我们发现，该设备可以被看作是一个无刷电机，达到单位效率时，边缘状态的化学势落入磁化诱导的差距。对于更一般的参数，我们的装置的特点是通过一个数字的优点类似于热电的ZT值。
2015-09-08 cond-mat.mes-hall
Electrical transport properties of bidimensional electron liquids in the presence of a high magnetic field
在这篇论文中，我们推导了一个流体动力学模型来描述量子霍尔棒边缘的密度激发动力学。特别是，我们表明，手性Luttinger液体模型的边缘激发可以来自粗粒化和最低的朗道水平投影程序，而不参考量子霍尔效应。我们使用这个模型来计算的Landauer-Buettiker电导在一般的实验设置。在没有隧穿的情况下，恢复了理想的霍尔电导。当边缘之间的隧穿被显式地考虑，我们得到的理想电导的修正表达式。我们讨论了我们的结果相对于最近的实验在弱隧穿制度和以前的理论模型。
2003-09-03 cond-mat.mes-hall
Giant Anisotropic Magnetoresistance in a Quantum Anomalous Hall Insulator
当三维（3D）铁磁拓扑绝缘体薄膜在面外磁化时，理想地通过无耗散的一维（1D）手征态发生传导，所述手征态的特征在于量子化的零场霍尔电导。最近实现的这种现象-量子反常霍尔效应-提供了一个概念上的新平台，研究边缘态传输，不同于更广泛研究的整数和分数量子霍尔效应，产生于朗道能级形成。在这种情况下出现了一个重要的问题：这些1D边缘状态如何演变的磁化从面外改变到面内？我们研究这个问题，通过研究场倾斜驱动的交叉从主要边缘状态的运输扩散运输在铬掺杂的（Bi，Sb）2 Te 3薄膜，作为系统从量子反常霍尔绝缘体过渡到一个无间隙，铁磁拓扑绝缘体。交叉体现在一个巨大的，电可调的各向异性磁阻，我们解释使用Landauer-Buttiker形式主义。我们的方法提供了一个强大的手段，量化边缘状态的贡献，运输温度和化学势制度远离完美的量化。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effects in Monolayer-Bilayer Graphene Planar Junctions
众所周知，均匀电子系统的霍尔电阻相对于磁场和载流子的符号是反对称的。我们已经观察到，这样的对称性不再保持在平面混合结构，部分单层石墨烯（SLG）和部分双层石墨烯（BLG）在量子霍尔（QH）制度。特别地，观察到SLG和BLG界面上的霍尔电阻（R12 xy）表现出量子化平台，当载流子的符号（由背栅控制）或磁场的方向反转时，该量子化平台在SLG QH状态和BLG QH状态的那些特性之间切换。同时反转载流子类型和磁场两者产生相同的量化霍尔电阻。所观察到的SLG-BLG界面QH状态，具有相对于载流子和磁场的符号的特征不对称性，仅由QH边缘状态的手性确定，并且可以通过应用于涉及两个不同朗道能级（LL）结构的区域的石墨烯混合结构的朗道-比蒂克分析来解释。
2013-08-19 cond-mat.mes-hall
Geometric oscillations of local Hall and Nernst effects in ballistic graphene at weak magnetic fields
Abrikosov Center for Theoretical Physics, MIPT（莫斯科物理技术学院阿布里科索夫理论物理中心）；Institute of Physics of DFRS of the RAS（俄罗斯科学院达吉斯坦共和国科学中心物理研究所）；School of Science, Westlake University（西湖大学理学院）
本研究在弱磁场下发现球形石墨烯中局域霍尔和奈斯特效应的几何振荡现象，通过分析球形几何结构中的跳跃轨道，揭示了室温下鲁棒的磁输运振荡特性，为电子流体动力学和相位相干设备的研究提供新平台。
2026-02-25 cond-mat.mes-hall
Symmetry, Disorder and Transport Through Altermagnetic Quantum Dots and Their Antiferromagnetic Twins
Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
本文研究了交替磁量子点及其反铁磁孪晶的输运性质，探讨了对称性、晶格结构、形状和无序对自旋霍尔效应和自旋过滤的影响。
2026-02-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous quantum Hall effect induced by disorder in topological insulators
我们研究了二维拓扑绝缘体导电状态之间的过渡，其特征在于电导$G=2$（在基本单位$e^2/h$）和陈绝缘体与$G=1$，诱导极化磁性杂质。两种耦合，铁磁和反铁磁，被认为是与电子和空穴的子带。我们表明，强无序，一个阶段$G=1$存在，甚至铁磁秩序，在平均场近似的预测相反。这一结果是支持直接使用Landauer输运公式的数值计算，并通过分析计算的化学势和质量重整化作为无序强度的函数，在自洽玻恩近似。的过渡是有关的自旋传导通道之一的抑制，足够强的障碍，通过选择性的自旋散射和本地化。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Intrinsic spin-Hall accumulation in honeycomb lattices: Band structure effects
用Landauer-Keldysh方法计算了二维蜂窝晶格上的局域自旋和电荷密度。通过经验紧束缚方法，我们展示了如何现实的能带结构可以带入LKF。取Bi（111）表面，其上存在强表面态和Rashba自旋轨道耦合[Phys. Rev. Lett. 93，046403（2004）]，作为数值示例，我们在其上示出了典型的本征自旋霍尔累积（ISHA）图案。随后分析了双端纳米结构样品中自旋和电荷输运的费米能量依赖性。通过改变E_{F}，我们表明，ISHA模式是近各向同性（自由电子类），只有当E_{F}是接近带底，是敏感/不敏感的E_{F}的低/高的偏压制度与这样的E_{F}。当E_{F}远离能带底部时，能带结构效应因此进入ISHA图案并且输运方向变得显著。
2007-09-08 cond-mat.mes-hall
Broken spin-Hall accumulation symmetry by magnetic field and coexisted Rashba and Dresselhaus interactions
在没有外部磁场的情况下，二维电子气（2DEG）中的自旋霍尔效应产生关于电流轴的对称面外自旋Sz积累。这里我们采用了真实空间的Landauer-Keldysh形式主义[B. K. Nikolic等人，物理修订版信函95，046601（2005）; Phys.Rev.B73，075303（2006）]通过考虑四端设置来研究这种对称性被破坏的情况。在不存在Dresselhaus相互作用的情况下，从对应于0 - 0.5倍Rashba跳跃能tR的塞曼分裂能的面外B开始，可以清楚地看到破缺过程。本文研究了Rashba相互作用对二维电子气磁化强度的影响。对于共存的Rashba tR和Dresselhaus tD自旋轨道耦合在B的情况下，互换tR和tD逆转整个积累模式。
2007-05-14 cond-mat.mes-hall
Spin Hall angle in single-layer graphene
我们研究了单层石墨烯器件中的自旋霍尔效应，该器件具有无序和界面诱导的自旋轨道耦合。我们的石墨烯设备连接到四个半无限的引线，这些引线嵌入在用于量子传输的{Landauer-Büttiker}设置中。我们发现，石墨烯器件的自旋霍尔角表现出类似于金属器件的介观波动。此外，{最大自旋霍尔角偏差}和无量纲纵向电导率之间的乘积遵循普适关系$Θ_{sH} \times σ= 0.18$。最后，我们比较了最近的实验数据和数值精确的实空间模拟的紧束缚模型的普适关系。
2022-10-17 cond-mat.mes-hall 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
Resistance effects due to magnetic guiding orbits
本文研究了在平行于电流方向的磁场势垒作用下二维电子气的霍尔效应和磁阻效应随外加垂直磁场的变化。Nogaret { \em et al.} [Phys. Rev. Lett. { \bf 84}，2231（2000）]中所述的磁电阻和霍尔电阻，使用基于Landauer-Büttiker公式的半经典理论进行解释。所观察到的正磁阻峰被解释为由于之间的竞争减少的数量的导电通道的结果，不断增长的磁场，从边缘场的铁磁条，因为它变得磁化，蛇轨道和随后出现的摆线轨道的消失。
2000-09-20 cond-mat.mes-hall
Edge states mechanism for the anomalous quantum Hall effect in diatomic square lattice
本文的第一个目的是利用受限系统中的手征边缘态来理解陈氏绝缘体和反常量子霍尔效应。我们使用的模型包括在一个双原子的正方形晶格跳跃到下一个最近的邻居和破缺的时间反转对称性，在没有外部磁场的情况下，表现出边缘状态。手征边缘态的问题是在不同的原子连接在边界的带状和plaquette几何接近。绝缘相和半金属相被揭示出来，由此产生的相图比Haldalle的模型更丰富。在Landauer-Büttiker公式中计算了有限尺寸系统的透射系数和霍尔电阻$R_H$。量子化值$R_H=\pm h/e^2$，具体到陈氏绝缘体，是表现在所占用的手征边缘状态的能量范围，对应于存在于能谱中的独特的间隙。我们的第二个目的是检查模型的无序诱导的属性，并且，作为一个新颖的，我们证明了半金属相的无序驱动的AQHE。
2018-05-14 cond-mat.mes-hall
Charge, Spin and Valley Hall Effects in Disordered Graphene
上世纪80年代初发现的整数量子霍尔效应，具有$e^2/h$倍数的霍尔电导的高度精确的量子化值，是由磁场和无序驱动的物质的拓扑状态的第一个迷人的表现，并且与非耗散电流的形成有关。2005年，在强自旋轨道耦合和外磁场消失的条件下，人们预言了自旋霍尔效应和量子自旋霍尔效应等新现象。最近，塞曼自旋霍尔效应和谷霍尔拓扑电流的形成已经分别在时间反转或反转破环条件下被引入基于石墨烯的系统。本文从量子输运的二维体系统（通过Kubo形式）和多末端纳米结构（通过Landauer-Büttiker散射和非平衡格林函数方法）的数值模拟的角度，对无序石墨烯中的所有这些霍尔效应进行了全面的综述。与通常的二维电子气相比，石墨烯中缺陷的存在产生了更复杂的电子特征，例如电子-空穴不对称性，缺陷共振或局域杂质态之间的渗透效应，这些特征与额外的自由度（亚晶格赝自旋，谷同位旋）一起带来了更高的复杂度并扩大了输运相图。
2016-10-31 cond-mat.mes-hall
On the theory of plateau-plateau transitions in Quantum Hall Effect
基于费米子在曼哈顿格点上的跳跃模型（$ML$），给出了量子霍尔效应中平台-平台跃迁的Chalker-Coddington网络模型的拉格朗日作用量形式.考虑了无量纲Landauer阻力，并计算了其在圆周上具有恒定分布的随机U（1）相上的平均值。在$ML$上求出所得模型的拉格朗日量，并写出相应的$R$ -矩阵。这个模型是可积的，这为用代数学Bethe Anchor $(ABA)$的精确方法研究平台-平台跃迁物理带来了希望。
2003-03-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall hep-th
Quantum Hall effect in a high-mobility two-dimensional electron gas on the surface of a cylinder
研究了圆柱表面高迁移率二维电子气中的量子霍尔效应。这种新的拓扑结构导致了沿电流路径的空间变化的填充因子，由此产生的不均匀的电流密度分布引起了磁输运中的额外特征，例如电阻不对称性和修改的纵向电阻。我们的实验表明，整数填充因子制度中满足的不对称关系也是有效的，在过渡制度，非整数填充因子，从而提出了更一般的形式，这些不对称关系。基于整数量子霍尔效应的屏蔽理论建立了一个模型，该模型允许自洽计算局部电子密度，从而计算局部电流密度，包括沿不可压缩条纹的电流。该模型还包括所谓的“静态趋肤效应”，以解释可压缩区域的电流密度分布，能够解释主要的实验观察结果。由于存在的不可压缩的可压缩的过渡在散装，该系统的行为总是与传统的Landauer-Buettiker描述，其中散装保持完全绝缘的整个量子化霍尔高原制度的金属。
2009-01-12 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in a Kagome lattice driven by Rashba spin-orbit interaction
本文利用四端Landauer-Büttiker方法和Green函数技术，在干净极限下，数值计算了有和无外加磁通量时，有限尺寸kagome晶格中Rashba自旋轨道相互作用的自旋霍尔电导和纵向电导.在没有磁通量的情况下，我们观察到，根据费米表面拓扑结构的系统SHC改变其符号在不同的值的费米能量，随着带中心。不像无限系统（其中SHC是一个普遍的常数$\pm \frac{e}{8 π}$），这里的SHC取决于外部参数，如SO耦合强度，费米能量等，我们表明，在任何任意的磁通量的存在下，系统的周期性丢失和功能的SHC往往会得到减少，因为弹性散射。但同样在一些典型的通量值（$f =1/2，1/4，3/4...，等等）。该系统保持了依赖于其尺寸的周期性，并且自旋霍尔效应（SHE）的特征再现。我们的预测结果可能是有用的，在提供更深入的了解SHE在这样的几何形状的实验实现。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions in an inverted InAs/GaSb quantum well driven by tilted magnetic fields
量子自旋霍尔绝缘体中的螺旋边缘态可能受到时间反演对称性的保护.然而，即使在磁场的存在下，打破了时间反演对称性，螺旋边缘导电仍然可以存在，被称为赝量子自旋霍尔效应。本文研究了磁场对赝量子自旋霍尔效应和相变的影响。我们证明了在高场下，面内磁场驱动赝量子自旋霍尔态到金属态。此外，在固定面内磁场的情况下，增大面外磁场会导致InAs/GaSb量子阱中赝量子自旋霍尔态的重入.计算了重入态的边态概率分布和陈数，验证了重入态的拓扑非平凡性。重入行为的起因是由于面内磁场诱导的轨道效应引起的朗道能级的非单调弯曲和朗道能级混合。无序的鲁棒性表现在数值计算的量子化电导的无序纳米线内Landauer-Büttiker形式主义。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
A new representation of the bulk current in the quantum Hall effect regime
在以前的论文中，体电流输运的Landauer-Buttiker型表示已成功地用于高磁场区二维电子系统磁子输运的数值模拟。在本文中，它被证明，这种表示是在完全一致的治疗的体电流传输作为一个磁束缚态之间的隧穿过程。此外，我们发现我们的网络表示和体电流图片之间的对应关系，在棋盘上映射的混合相：在半满朗道水平（LL）耦合液滴的量子霍尔（QH）液相和耦合液滴的绝缘体相阶段存在于同一时间，与他们每个人占据一半的样品面积。在半填充时从这样的QH液滴中去除单个电子，完成了到下一个更高QH平台的QH转变。在半填充时向这样的液滴添加单个电子完成了到先前较低QH平台的QH转变。因此，在磁场轴上的QH平台转变的锐度取决于液滴的典型尺寸，其可以被理解为样品中的无序的量度。
2004-11-19 cond-mat.mes-hall
Local spin density in two-dimensional electron gas with hexagonal boundary
研究了六边形样品中的本征自旋霍尔效应。为了考虑自旋轨道耦合并拟合六边形边，我们推导了线性Rashba [Sov.物理固态2，1109（1960）]和Dresselhaus [物理评论100，580（1955）] [001]哈密顿量，其允许直接应用Landauer-Keldysh非平衡格林函数形式来计算六边形样品内的局部自旋密度。针对自旋的面外分量，我们得到了与几何结构相关的自旋-霍尔积累模式，该模式不仅对样品尺寸、自旋-轨道耦合强度、偏置强度敏感，而且对引线结构也敏感。与矩形样品相反，在我们的六边形样品中，积累模式可能非常不同。我们的工作以六边形为例，从根本上描述了几何效应对内禀自旋霍尔效应的影响。此外，还讨论了由于Rashba耦合和Dresselhaus耦合共存而导致的自旋-Hall对称性破缺。在交换两个耦合强度时，积累模式被反转，证实了先前预测的自旋霍尔电导率的符号变化。
2007-08-16 cond-mat.mes-hall
Influence of magnetic disorders on Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Topological Insulator Films beyond the two-dimensional limit
在磁性掺杂（Bi，Sb）2 Te 3上制备的磁性拓扑绝缘体（MTI）薄膜中，实验上实现了量子反常霍尔效应（QAHE）。在具有沿法线方向（z方向）的易磁化轴的MTI薄膜中，磁性掺杂剂的取向围绕易磁化轴随机分布，充当磁性紊乱。借助于非平衡格林函数和Landauer-Buttiker形式，我们数值研究了磁无序对MTI薄膜QAHE的影响.研究发现，由于无带隙侧表面态的存在，只要所有磁性掺杂剂的磁矩的z分量为正，QAHE即使在磁无序的情况下也能得到保护.更重要的是，这种磁无序还抑制了手性边缘态的耗散，提高了MTI薄膜中QAHE的质量。此外，磁无序的影响很大程度上取决于薄膜的厚度，并在一定的厚度达到最佳的影响。这些发现是QAHE在三维系统中的新特征，而不是在二维系统中。
2018-05-03 cond-mat.mes-hall
