Nernst Plateau in the Quantum Limit of Topological Insulators
本研究在弱、强拓扑绝缘体的量子极限中发现能斯特系数平台，揭示其与一维外尔点、朗道带的关联及与杂质密度的反比关系，指出过往实验的遗漏并给出观测条件，为利用能斯特效应研究凝聚态涌现相提供新方向。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing the plateau-insulator quantum phase transition in the quantum Hall regime
本文报道了低迁移率In_{.53} Ga_{.47} As/InP异质结构中平台-绝缘体转变的量子霍尔实验。纵向电阻ρ_{xx}的数据遵循指数规律，我们提取了临界指数κ= .55 \pm .05，这与平台转变的确定值κ= .42 \pm .04略有不同。在对引起临界电导σ_{xx}^* 对温度的微小依赖的非均匀性效应进行校正后，我们的数据表明，平台-平台和平台-绝缘体转变属于同一普适类。
1998-12-02 cond-mat.mes-hall
From graphene to graphane : A density functional investigation of metal insulator transition
虽然石墨烯是一种半金属，但最近合成的氢化石墨烯（称为石墨烷）却是一种绝缘体。本文在密度泛函理论的框架下研究了石墨烯-石墨烯体系的金属绝缘体相变。通过分析石墨烯上15种不同氢浓度的电子结构的演变趋势，我们揭示了这种转变的一些新特征。随着氢覆盖率的增加，半金属首先变成金属，然后转变为绝缘体。金属相在空间上是不均匀的，它包含由氢化碳原子形成的绝缘区域的岛和由传染性裸碳原子形成的金属通道。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Hall plateau-plateau transition in top-gated epitaxial graphene grown on SiC (0001)
研究了在半绝缘4 H-SiC衬底的Si面上通过高温升华法制备的单层外延石墨烯薄膜的低温磁输运性质。通过插入完全氧化的纳米薄铝膜作为种子层，随后进行原子层沉积工艺，在外延石墨烯上实现高k顶栅。在低温下，器件表现出强场效应的顶栅与开/关比约为7和电子迁移率高达~3250 cm ^2/Vs的半整数量子霍尔效应的单层外延石墨烯薄膜的观察后，详细的磁输运测量已进行，包括不同的密度，温度，磁场和电流。我们研究了当温度和电流变化时，可分辨的量子霍尔平台到平台跃迁（朗道能级指数n=0到n=1）的宽度。对于栅极电压和磁场扫描以及T>10 K，转变宽度为T^{-κ}，指数κ~0.42。这种普遍的标度指数与在具有短程合金无序的III-V异质结和剥离的石墨烯中发现的标度指数一致。
2011-12-20 cond-mat.mes-hall
Scaling of the quantum-Hall plateau-plateau transition in graphene
石墨烯中的磁导率的温度依赖性表明，对于电子和空穴的N=1朗道能级，纵向电导率峰的宽度显示出遵循具有标度指数$κ= 0.37\pm0.05$的$Δν\propto T^κ$的幂律行为。类似地，量子霍尔平台跃迁的最大导数$(dσ_{xy}/dν)^{max}$标度为具有第一和第二电子和空穴朗道能级的标度指数$κ= 0.41\pm0.04$的$T^{-κ}$。这些结果证实了临界标度指数的普遍性。然而，在第零朗道能级，宽度和导数基本上是温度无关的，我们解释的温度无关的固有长度，掩盖了预期的普遍标度行为的第零朗道能级。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall
Tunable metal-insulator transitions in bilayer graphene by thermal annealing
在高真空条件下，在400 K热退火后，在双层石墨烯中观察到可调谐的和高度可重复的金属-绝缘体转变。在退火之前，样品在研究的整个温度范围内都是金属的。在退火时，导电性从金属变为绝缘体，并且转变温度是退火时间的函数。原始金属状态可以通过暴露于空气中恢复，从而通过吸收水蒸气引起电子特性的变化，这使得石墨烯成为传感器应用的技术上有前途的材料。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological quantum phase transition in magnetic topological insulator upon magnetization rotation
我们报道了磁性拓扑绝缘体在磁化旋转时量子反常霍尔相和平凡绝缘体相之间的连续相变。霍尔电导率从量子化霍尔电导率的一个平台$e^2/h$过渡到零霍尔电导率的另一个平台。在不同温度下的转变曲线几乎在一个点相交，说明了转变的临界行为。转变曲线的斜率遵循幂律温度依赖性，临界指数为$-0.61$。这表明在QAH和量子霍尔系统之间的平台跃迁中有一个共同的潜在起源，这是一维手性边缘通道的渗流。
2018-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Dimensional Topological Insulator State and Topological Phase Transition in Bilayer Graphene
我们发现，门控双层石墨烯主机强拓扑绝缘体（TI）相Rashba自旋轨道（SO）耦合的存在下。我们发现，在保持时间反演对称性的情况下，栅控双层石墨烯对于小的Rashba SO耦合$λ_{\mathrm{R}}$是量子谷霍尔绝缘体，当$λ_{\mathrm{R}} > \sqrt{U^2+t_\bot^2}$（其中$U$和$t_\bot$分别为层间势和隧穿能）时，栅控双层石墨烯跃迁到强的TI.与传统的量子自旋霍尔态不同，我们的强TI相的边缘模式表现出自旋和谷滤波，因此共享量子自旋霍尔和量子谷霍尔绝缘体的属性。强TI相在弱石墨烯本征SO耦合的存在下保持稳健。
2011-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zero Magnetic Field Plateau Phase Transition in Higher Chern Number Quantum Anomalous Hall Insulators
强磁场下量子霍尔效应的平台-平台转变是通过扫描磁场或调节载流子密度实现的两种拓扑态之间的量子相变。最近实现的具有可调Chern数的量子反常Hall（QAH）绝缘体为无耗散的手征边缘输运引入了沟道自由度，使零磁场下两个拓扑态之间的量子相变研究成为可能。本文采用分子束外延（MBE）技术制备了磁性拓扑绝缘体（TI）/TI五层异质结构，在TI中间磁性层中加入不同浓度的Cr。通过输运测量，我们发现了C = 1和C = 2 QAH态之间的零磁场量子相变。在调谐过渡过程中，霍尔电阻从h/e2单调减小到h/2 e2，同时，纵向电阻在临界点处呈现最大值。结果表明，在临界点处，霍尔电阻与纵向电阻之比大于1，表明C = 1 QAH态的手征边缘沟道与耗散体导电沟道共存.随后，这些体传导通道似乎自组织并形成第二手性边缘通道，完成平台相变。我们的研究将激发对这种新的陈数变化引起的量子相变的进一步研究，并推动基于QAH手征边缘电流的电子和自旋电子器件的发展。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Engineering Plateau Phase Transition in Quantum Anomalous Hall Multilayers
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Soochow University（苏州大学）
研究通过异质层结构调控量子反常霍尔绝缘体的陈数，发现ΔC=1和ΔC=3的平板相变临界指数相近，并构建四层Chalker-Coddington网络模型解释结果，为QAH器件发展提供新思路。
2024-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Insulator-Induced Proximity Effects in Graphene: Spin Filtering and Exchange Splitting Gaps
我们报告的第一性原理计算的自旋相关性质的石墨烯与附近的磁性绝缘体（氧化铕，EuO）的相互作用引起的。磁邻近效应导致石墨烯$π$轨道的自旋极化高达24%，以及约36 meV的大交换分裂带隙。狄拉克锥的位置进一步示出强烈依赖于石墨烯-EuO夹层。这些发现指出了在相对较高的温度下通过邻近效应进行自旋门控的可能性，这是未来全自旋信息处理技术的标志。
2012-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet High Chern Insulators in Periodically Driven Chirally Stacked Multilayer Graphene
手性堆叠的$N$层石墨烯是在其Brillioun区中的两个非等效角处具有$\pm p^N$带接触的半金属。我们预测，非共振圆偏振光（CPL）驱动手性堆叠的$N$层石墨烯成为Floquet Chern绝缘体（FCI），也称为。量子反常霍尔绝缘体，具有可调的高陈数$C_F=\pm N$和大的间隙。这样的FCI和具有由电压门引起的高谷陈数$C_v=\pm N$的谷霍尔（VH）绝缘体之间的拓扑相变可以通过CPL和电压门的参数来设计。我们提出了一个拓扑域壁之间的FCI和VH阶段，沿完美的谷极化$N$通道边缘状态单向传播没有反向散射。
2018-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Versatile sputtering technology for Al2O3 gate insulators on graphene
报道了一种基于溅射的石墨烯Al 2 O3栅绝缘体的制备方法。介绍了双栅单层和双层剥离石墨烯器件的电学性能。溅射Al 2 O3层具有与通过原子层沉积（ALD）获得的氧化物相当的质量，相对于约8的高相对介电常数，以及低滞后性能和高击穿电压。我们观察到一个适度的载流子迁移率约1000平方厘米/Vs的石墨烯和350平方厘米/Vs的双层由于原子尺度的缺陷上的共振散射增加。最有可能的原因是在溅射Al 2 O3栅极氧化物之前蒸发的薄Al前体层。
2011-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Tunneling Resistance in Graphene/Topological Insulator Vertical Junctions
基于石墨烯的垂直异质结构，特别是与其他层状材料相结合的堆叠，在纳米电子学方面很有前途。石墨烯和拓扑绝缘体这两种模型狄拉克材料的堆叠可以显著地扩大范德华异质结构的家族。尽管对这两种材料有了很好的了解，但是组合的垂直异质结的电子输运性质仍然是未知的。在这里，我们展示了Bi 2Se 3纳米片和单层石墨烯之间的垂直异质结的实验实现。在低温下，通过垂直异质结的电子输运由隧穿过程主导，该隧穿过程可以通过栅极电压有效地调节以改变费米表面附近的态密度。在磁场的存在下，量子振荡观察到由于量子化的朗道能级在石墨烯和二维表面状态的Bi 2Se 3。此外，我们观察到一个奇异的栅极可调隧道电阻下的高磁场，显示电阻最大值时，底层石墨烯成为量子霍尔绝缘体。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Exploring the interfacial coupling between graphene and the antiferromagnetic insulator MnPSe$_3$
本研究探索了石墨烯与反铁磁绝缘体 MnPSe$_3$ 异质结构的界面耦合，发现 MnPSe$_3$ 主要通过电荷转移掺杂石墨烯，且其磁序可通过 Kondo 效应间接影响石墨烯的电输运性质。
2023-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity magnetoresistance in graphene induced by magnetic insulators
我们证明了在石墨烯自旋阀中存在巨邻近磁电阻（PMR）效应，其中自旋极化由附近的磁性绝缘体引起。对钇铁石榴石（YIG）、钴铁氧体（CFO）和两种铕硫属化物EuO和EuS进行了PMR计算。我们发现一个显着的PMR（高达100%）的值定义为石墨烯电导相对于平行和反平行排列的两个邻近诱导的磁性区域内的石墨烯的相对变化。也就是说，对于高居里温度（Tc）的CFO和YIG绝缘体，这是特别重要的应用，我们在室温下分别获得22%和77%。对于低Tc硫族化物，EuO和EuS，PMR在两种情况下都是100%。此外，PMR相对于系统尺寸和边缘类型终止是鲁棒的。我们的研究结果表明，这是可能的，诱导自旋极化电流在石墨烯没有直接注入通过磁性材料。
2019-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for topological proximity effect in graphene coupled to topological insulator
石墨烯中拓扑有序的出现对量子自旋霍尔态的实现提出了极大的需求。最近，理论上提出拓扑绝缘体中表面态的自旋织构可以通过邻近效应直接转移到石墨烯上。在这里，我们报告的拓扑邻近效应的观察石墨烯-拓扑绝缘体Bi 2Se 3异质结通过磁输运测量。通过施加垂直的负磁场可以增强石墨烯的p_z轨道与Bi_2Se_3底表面表面态p轨道之间的耦合，从而在Dirac点处产生高达-91%的巨负磁电阻效应.一个明显的电阻率下降的传输曲线中的狄拉克点也观察到在混合装置，这是一致的理论预测的扭曲狄拉克带与独特的自旋纹理继承Bi 2Se 3表面状态。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Transformation During a Metal-Insulator Transition in Graphene
在这里，我们表明，同时传输和光电发射测量，石墨烯终止SiC（0001）表面进行金属-绝缘体转变（MIT）后dosingwith少量的原子氢。我们发现室温电阻增加约4个数量级，过渡伴随着异常的动量分辨光谱函数，包括非费米液体行为和故障的准粒子图片。这些影响进行了讨论，在一个可能的过渡到一个强（安德森）本地化的基态。
2009-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetic insulator proximity effects in graphene: First-principles calculations
我们报告了一个系统的第一性原理调查的影响，不同的磁性绝缘体上的磁邻近效应在石墨烯诱导。四种不同的磁性绝缘体被认为是：两个铁磁铕硫族化物，即EuO和EuS和两个亚铁磁绝缘体钇铁石榴石（YIG）和钴铁氧体（CFO）。得到的交换分裂从几十到几百meV不等。我们还发现了由YIG和铕硫族化物衬底引起的电子掺杂，分别将费米能级移动到0.78 eV和1.3 eV，而由CFO产生的空穴掺杂高达0.5 eV。此外，我们研究了提取的交换和紧束缚参数随EuO和EuS厚度的变化。我们表明，这些参数是强大的厚度变化，使一个单层的磁性绝缘体可以诱导一个大的磁性邻近效应的石墨烯。这些发现为通过邻近效应实现石墨烯自旋门的工程化铺平了道路，特别是考虑到最近的实验进展。
2016-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall plateau transition in graphene with spatially correlated random hopping
我们研究了无序石墨烯中量子霍尔平台跃迁的临界性与普通量子霍尔系统中的临界性有何不同，基于蜂窝晶格，波纹被建模为随机跳跃。石墨烯特定的n=0朗道水平的临界性被发现显着改变到一个异常的，几乎精确的固定点，只要我们使随机跳跃空间相关的几个键长。我们将此归因于布里渊区中K和K'点之间保留的手征对称性和抑制的散射。结果表明，具有手征对称性的随机狄拉克费米子的不动点可以在具有波纹的独立清洁石墨烯中实现。
2009-09-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The Effect of the Disorder on the Longitudinal Resistance of a Graphene p-n Junction in Quantum Hall Regime
研究了六端石墨烯pn结在垂直磁场作用下的纵向电阻。由于霍尔边缘态的手性，石墨烯带的顶部边缘和底部边缘上的纵向电阻不相等。在适当的无序存在下，顶部边缘和底部边缘的电阻以及显示在单极和双极制度的平台结构和平台值仅由朗道填充因子决定。这些平台结构与最近的实验非常一致。对于单极结，在没有杂质的情况下出现电阻平台，并且它们被强无序破坏。但是对于双极结，在清洁结中没有平台结构，电阻非常大。由于无序引起的霍尔边缘态的混合，无序可以强烈地降低电阻并导致电阻平台的形成。此外，还研究了结的尺寸效应对电阻的影响，发现在长石墨烯结的情况下会出现一些额外的电阻平台。这是解释的事实，只有部分的边缘状态参与充分混合。
2010-12-14 cond-mat.mes-hall
Non-Majorana Origin of the Half-Quantized Conductance Plateau in Quantum Anomalous Hall Insulator and Superconductor Hybrid Structures
量子反常霍尔（QAH）绝缘体耦合到s波超导体上，被预言具有拓扑超导相，其基元激发（即Majorana费米子）在非阿贝尔编织操作下可以形成拓扑量子比特.最近的传输实验解释的半量子化的两端电导平台的存在下，手性马约拉纳费米子在毫米大小的QAH-Nb混合结构。然而，有人担心这种解释，因为非马约拉纳机制也可以产生类似的签名，特别是在一个无序的QAH系统。在这里，我们制作了QAH-Nb混合结构，并研究了QAH-Nb接触透明性及其对相应的两端电导的影响。当QAH膜被调谐到金属制度的电选通，我们观察到一个尖锐的零偏置增强的微分电导，高达80%，在零磁场。这种大的增强表明Andreev反射的高概率和磁性拓扑绝缘体（TI）与Nb层之间的透明界面。当磁性TI薄膜处于QAH态且磁化取向良好时，我们发现其两端电导总是半量子化的。我们的实验提供了一个全面的理解QAH超导体混合结构中观察到的超导邻近效应，并表明，半量子化的电导平台是不太可能引起的手征马约拉纳费米子。
2019-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ballistic-Ohmic quantum Hall plateau transition in graphene pn junction
最近在无序石墨烯PN结上进行的量子霍尔实验提供了证据，表明结电阻可以由n和p介质电阻的简单欧姆和来描述。然而，在弹道极限，理论预测的存在手性依赖的量子霍尔平台的PN结。我们发现，两个截然不同的过程是需要这种弹道欧姆平台过渡，即（i）空穴/电子朗道态平衡和（ii）谷的入射朗道边缘状态的同位旋稀释。这些结论是通过简单的散射理论得到的，并通过紧束缚模型下对0. 1 μ m宽的无序石墨烯PN结的量子磁输运计算得到了证实。前一个过程是通过pn界面粗糙度实现的，在典型的实验条件下，发现具有10 nm的均方根粗糙度的pn界面无序是足够的。后一个过程是介导的外在边缘粗糙度扶手椅边缘丝带和内在本地化的谷间散射中心的pn界面的边缘为锯齿形丝带。根据这些结果，我们还研究了为什么更高的欧姆型平台不太可能在实验中观察到。
2009-11-26 cond-mat.mes-hall
Quantum critical behaviour of the plateau-insulator transition in the quantum Hall regime
高场磁输运实验为研究积分量子霍尔效应中的平台-绝缘体相变提供了一个很好的工具。在这里，我们回顾了最近的低温高场磁输运的研究进行了几个InGaAs/InP异质结和InGaAs/GaAs量子阱。我们发现在临界填充因子$ν_{c}$ ~ 0.5附近的纵向电阻率$ρ_{xx}$遵循普适标度律$ρ_{xx}(ν, T) \propto exp[-Δν/(T/T_{0})^κ]$，其中$Δν=ν-ν_{c}$ .临界指数$κ$等于$0.56 \pm 0.02$，这表明平台-绝缘体转变属于非费米液体普适类。
2006-08-22 cond-mat.mes-hall
Transition between canted antiferromagnetic and spin-polarized ferromagnetic quantum Hall states in graphene on a ferrimagnetic insulator
在石墨烯的量子霍尔机制中，在零朗道能级处的反铁磁态和自旋极化铁磁态竞争，导致取决于所施加的磁场的方向和大小的倾斜反铁磁态。在这里，我们调查这种过渡在2.7 K的石墨烯霍尔棒，接近耦合到亚铁磁绝缘体Y $_{3}$ Fe $_{5}$ O $_{12}$。从非局域输运测量，我们证明了在石墨烯中的诱导磁交换场，这降低了所需的磁场调制的磁性状态在石墨烯。这些结果表明，石墨烯中的磁邻近效应是二维材料开发的重要组成部分，其中期望物质的有序状态可以用相对小的施加磁场（> 6 T）来调节。
2020-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface conduction and pi-bonds in graphene and topological insulator Bi2Se3
提出了拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的杂化轨道模型，并与石墨烯的杂化轨道模型进行了比较。在Se 1层的范德华间隙和表面上的π键三聚体的存在被认为是负责在Bi 2 Se 3中发现的不寻常的表面导电机制作为拓扑绝缘体。这三个π键被锁定为范德华能隙中Se 1层之间的永久电偶极，作为带隙半导体对体块的吸引力。相反，表面上的π键三聚体被解锁，并表现出两个简并量子态，在跨桥模型中产生局部电荷转移机制，该机制负责表面导电。Bi 2 Se 3表面上的π键的作用进行了比较，在石墨烯中的一个类似的二维能带结构包含狄拉克锥。
2012-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic transport through a graphene-based ferromagnetic/normal/ferromagnetic junction
利用Landauer-Büttiker公式和非平衡格林函数技术研究了石墨烯基铁磁/正常/铁磁结中的电子输运.结果表明，对于锯齿形边缘的情况，对于平行结构，电导总是大于$e^{2}/h$，而对于反平行结构，由于带选择规则，电导变为零。因此，当费米能位于狄拉克点附近时，磁电阻（MR）的值为100%。此外，选择较窄的石墨烯带可以获得较宽的100%MR平台，并且中心石墨烯区域的长度变化不影响100%MR平台。尽管无序会降低MR平台，但即使在大无序强度的情况下，平台值仍可以保持约50%。此外，当左右引线的磁化具有相对角度时，电导作为角度的余弦函数而变化。更重要的是，对于扶手椅边缘的情况下，MR通常是小的。因此，使用锯齿形边缘石墨烯带更有利于制备石墨烯基自旋阀器件。
2010-02-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in graphene with superconducting electrodes
我们通过将石墨烯连接到铌电极上，实现了具有超导接触的整数量子霍尔系统。在4特斯拉的上临界场以下，整数量子霍尔效应与引线中的超导性共存，但具有比正常状态更大的平台电导。我们将这种增强的量子霍尔平台电导归因于石墨烯-超导体界面处的Andreev过程，导致形成所谓的Andreev边缘态。增强强烈地依赖于填充因子，并且由于单层石墨烯中零能量朗道能级的特殊性质，在第一平台上不太明显。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall
Tunneling in graphene-topological insulator hybrid devices
采用机械转移法制备了石墨烯-拓扑绝缘体（TI）杂化器件，并通过电子输运对其进行了研究。由TI Bi $_2$ Se $_3$下的双层石墨烯（BLG）组成的器件表现出差分电导特性，其似乎由隧穿主导，大致再现了Bi $_2$ Se $_3$的态密度。对于Bi $_2$ Se $_3$顶部上的BLG获得了类似的结果，由于更好的表面一致性，具有与更大的接触面积一致的10倍更大的电导。该器件还显示出涉及Bi $_2$ Se $_3$和石墨烯声子的非弹性声子辅助隧穿过程的证据。这些过程有利于补偿TI $Γ$和石墨烯$K, K'$点之间的动量失配的声子。最后，这些隧道结的效用是证明了密度可调的BLG设备，其中电荷中性点跟踪沿能量密度轨迹。这个轨道被用作基态态密度的量度。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall plateau transition in the lowest Landau level of disordered graphene
本文用解析和数值方法研究了无序对最低朗道能级上相对论二维费米子的态密度和局域化性质的影响。采用超对称技术，我们计算的柯西（洛伦兹）分布的各种类型的障碍的状态的确切密度。我们使用数值方法建立了最低朗道能级的定域-离域（LD）跃迁。对于某些类型的障碍的LD过渡示出属于不同的普适性类，相比相应的非相对论性问题。结果与石墨烯中观察到的整数量子霍尔平台跃迁有关。
2007-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anyonic Chern insulator in graphene induced by surface electromagnon vacuum fluctuations
针对现有电介质亚波长腔保持时间反演对称性的局限，提出基于磁电材料的腔系统，利用其表面电磁振子的量子涨落诱导邻近单层石墨烯形成任意子陈绝缘体，为可控产生新奇量子态提供新路径。
2025-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New Insights into the Plateau-Insulator Transition in the Quantum Hall Regime
我们测量了低迁移率InGaAs/GaAs量子阱中平台-绝缘体（PI）跃迁的量子临界行为。两个不同值的电子密度测量的纵向电阻率遵循指数律，从中我们提取临界指数Kappa = 0.54和0.58，与先前获得的InGaAs/InP异质结的值（Kappa = 0.57）很好地吻合。这为非费米液体临界指数提供了证据。通过反转磁场的方向，我们发现平均霍尔电阻在PI跃迁过程中保持在平台值h/e ^2处量子化。从霍尔电阻与量子化值的偏差，我们得到了标度的修正。
2003-08-19 cond-mat.mes-hall
Large gap quantum spin Hall insulator, massless Dirac fermions and bilayer graphene analogue in InAs/Ga(In)Sb heterostructures
量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）态已经在两个半导体系统- HgTe/CdTe量子阱（QWs）和InAs/GaSb量子阱双层中得到证实。与HgTe/CdTe量子阱不同，InAs/GaSb量子阱双层结构的反向带隙在布里渊区的$Γ$点处不开放，从而阻止了无质量狄拉克费米子的实现。在这里，我们提出了一类新的半导体系统的基础上InAs/Ga（In）Sb多层膜，托管QSHI状态，石墨烯类相和双层石墨烯类似物，这取决于它们的层厚度和几何形状。QSHI间隙在新的结构可以达到60 meV的现实设计和参数。该值是室温下热能的两倍，显著扩展了基于III-V族晶闸管的拓扑器件的应用潜力。
2017-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optical Hall conductivity in 2DEG and graphene QHE systems
我们已经从数值研究中发现，霍尔平台保留在光学霍尔电导率$σ_{xy}(ω)$在交流（$\sim$太赫兹）制度在普通的二维电子气和石墨烯在量子霍尔制度，虽然在交流平台的高度偏离$e^2/h$的整数倍。该效果仍然出乎意料地强大，对一个显着的强度的障碍，我们归因于本地化的效果。我们预测交流霍尔平台是通过法拉第旋转与旋转角的精细结构常数$α$的特点，可观察到的。本文通过数值计算阐明了平台结构与无序强度之间的关系。
2009-11-02 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
Transmission in graphene-topological insulator heterostructures
我们研究了三维时反不变拓扑绝缘体的拓扑表面态在石墨烯沉积于拓扑绝缘体表面时的散射。特别地，我们考虑了$_2$类拓扑绝缘体的（111）表面.我们提出了一个低能量模型的块状石墨烯-拓扑绝缘体异质结构，我们计算的传输概率在锯齿形和扶手椅边缘的沉积石墨烯，和通过石墨烯纳米势垒的电导，并表明其功能可以理解从反共振的传输概率。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Proximity-induced giant spin-orbit interaction in epitaxial graphene on topological insulator
Dirac材料的异质结构，如石墨烯和拓扑绝缘体，为探索固体中电子的奇异量子态提供了有趣的平台。本文采用密度泛函理论和紧束缚方法研究了石墨烯-Sb 2 Te 3异质结构的电子结构。我们发现，在Sb 2 Te 3上的外延石墨烯由于其接近拓扑绝缘Sb 2 Te 3而转变为量子自旋霍尔相。发现外延石墨烯发展出约~20 meV的巨大自旋-轨道能隙，这比原始石墨烯的自旋-轨道能隙大约三个数量级。我们讨论了这种增强的自旋-轨道相互作用的起源和可能的结果的自旋霍尔阶段在石墨烯。
2012-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Quantum Hall Effect in Bilayer Graphene: Disorder Effect and Quantum Phase Transition
基于紧束缚模型，数值研究了无序条件下双层石墨烯中的量子霍尔效应.在由非量子化霍尔效应的临界区分隔的全能带中，确定了两个不同的QHE区域。在能带中心（狄拉克点）附近的霍尔电导率显示出与谷简并度成正比的反常量子化，但$ν=0$平台明显不存在，这与实验观察一致。当存在无序时，扩展能级向能带中心的上浮会破坏霍尔平台，高平台首先消失。围绕带中心的中心两个平台对无序散射是最鲁棒的，其被在其间靠近狄拉克点的小临界区域分开。狄拉克点周围的纵向电导被证明是在一个范围内的无序强度几乎是一个常数，直到最后两个QHE高原完全崩溃。
2009-08-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous criticality in the quantum Hall transition at $n=0$ Landau level of graphene with chiral-symmetric disorders
我们数值研究了手征对称性是否是决定无序石墨烯量子霍尔跃迁临界性的唯一因素。当无序遵守手征对称性时，在$n=0$朗道能级处的平台到平台跃迁被示出为变得异常（即，类阶梯函数）。然而，令人惊讶的是，异常是强大的，对包括均匀的次近邻跳跃，这降低了晶格模型的手征对称性。我们还表明，交流（光学）霍尔电导率表现出一个强大的平台结构时，无序尊重的手征对称性。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Effects of random domains on the zero Hall plateau in quantum anomalous Hall effect
近年来，在量子反常霍尔效应中，实验观察到了一个零霍尔电导平台。研究了QAH绝缘体中随机畴对零霍尔平台的影响。我们发现结构反转对称性决定了QAH系统零霍尔坪跃迁的标度性质。在结构反转对称性的存在下，零霍尔平台态显示出量子霍尔型临界点，起源于两个具有相反陈数的解耦子系统。然而，结构反转对称性的缺乏导致这两个子系统之间的混合，产生了一条线的临界点，并显着改变标度行为。其中，我们预测的Berezinskii-Kosterlitz-Thouless型转变期间的QAH绝缘体的霍尔电导平台切换。我们的研究结果对QAH绝缘体零霍尔平台转变的理论理解和未来的输运实验具有指导意义。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall
Quantized topological magnetoelectric effect of the zero-plateau quantum anomalous Hall state
三维拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应是一种新颖的现象，即电场在三维拓扑绝缘体中感应出方向相同的磁场，其普适比例系数以$e^2/2h$为单位进行量子化。本文提出在磁性拓扑绝缘体或铁磁-拓扑绝缘体异质结构的零平台量子反常霍尔态中可以实现拓扑磁电效应。数值研究了有限尺寸效应，发现随着拓扑绝缘体薄膜厚度的增加，磁电系数趋于量子化。我们进一步提出了一个设备设置，以消除非拓扑的贡献，从侧面。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Disorder-induced enhancement of transport through graphene p-n junctions
我们研究了垂直磁场下石墨烯pn结的电子输运。利用Landauar-Buttiker方法结合非平衡格林函数方法，研究了清洁和无序样品的电导。对于干净的pn结，电导相当小。在疾病的存在下，它被强烈增强，并在适当的疾病范围内表现出平台结构。我们的数值计算结果表明，最低的平台可以生存的一个非常广泛的无序强度，但高原的存在依赖于系统参数，有时不能在所有形成。当无序稍微超出该无序范围时，仍然可以出现一些电导平台，其值低于理想值。这些结果与最近的实验非常一致。
2008-07-10 cond-mat.mes-hall
Half-quantized Hall Plateaus in the Confined Geometry of Graphene
Aalto University（阿尔托大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；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，ENS，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）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究在单层石墨烯量子点接触的受限区域中，观测到由电荷平衡引发的ν_H=5/2处半整数量化霍尔平台，为半整数量化态的实现提供了新途径，对拓扑量子比特研发具有重要意义。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall
Topological insulator: a new quantized spin Hall resistance robust to dephasing
研究了退相对量子自旋霍尔效应（QSHE）的影响。在没有退相的情况下，QSHE系统中的纵向电阻呈现量子平台。我们发现这些量子平台对正常的退相是稳健的，但与自旋退相脆弱。因此，这些量子平台只存在于介观样品中。此外，纵向电阻随样品长度线性增加，但对样品宽度不敏感。这些特征与最近的实验结果非常一致[science { \bf 318}，766（2007）]。此外，我们定义了一个新的自旋霍尔电阻，也表现出量子平台。特别是，这些平台对任何类型的退相都是稳健的，因此，在宏观样品中存活，更好地反映了QSHE的拓扑性质。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in ac driven graphene: from half-integer to integer case
从理论上研究了在交流电场作用下石墨烯的量子霍尔效应。基于紧束缚模型，随着交流电场的增加，半整数霍尔平台在$σ_{xy} = \pm(n + 1/2)4e^2/h$（$n$为整数）处的结构随着新的整数霍尔平台在$σ_{xy} = \pm n(4e^2/h)$处的加入而发生了定性的变化，霍尔平台从带中心区的边缘开始向带中心移动.超过临界场强，可以在带中心实现具有$σ_{xy} = 0$的霍尔平台，从而完全恢复具有粒子-空穴对称性的常规整数QHE。在狄拉克锥合并的低能汉密尔顿中，我们与霍尔平台跃迁的紧束缚计算非常一致。我们还获得了驱动石墨烯带的能带结构，以提供对新霍尔平台外观的进一步理解，显示出$σ_{xy} = 0$态的平凡绝缘体行为。在无序的存在下，我们数值研究了有限驱动样本中量子霍尔态的无序诱导破坏，发现在未驱动无序情况下已知的定性特征得以保持。
2017-09-26 cond-mat.mes-hall
Electronic Structure of a Two-Dimensional Graphene-Like Topological Insulator, Bi14Rh3I9
最近，合成了一种新的二维石墨烯类拓扑绝缘体Bi 14 Rh 3 I 9。具有强自旋-轨道相互作用的Bi-Rh片是具有由RhBi 8立方体组成的蜂窝网的石墨烯类似物。在这里，我们推导出的低能有效哈密顿量涉及自旋轨道耦合Bi 14 Rh 3 I9。在没有自旋-轨道耦合的情况下，Bi-Rh片在六角布里渊区的拐角处显示出两个不等价的狄拉克锥。自旋-轨道相互作用在狄拉克点处打开了2400 K的带隙，并在Bi-Rh片中建立了量子自旋霍尔效应。我们的研究结果表明，Bi 14 Rh 3 I 9可能结合了石墨烯和拓扑绝缘体的许多独特的电子性质，并且它应该具有量子谷和自旋霍尔效应的组合。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bound States and Supercriticality in Graphene-Based Topological Insulators
我们研究的束缚态光谱和进入超临界状态的条件下，在拓扑绝缘体相内具有较强的内在和Rashba自旋轨道相互作用的石墨烯。给出了盘形势阱和库仑中心问题的显式结果
2013-01-13 cond-mat.mes-hall
Giant Edelstein effect in Topological-Insulator--Graphene heterostructures
仅通过电流控制铁磁体的磁化需要有效地产生电流驱动的自旋扭矩。在基于拓扑绝缘体（TI）的磁结构中，可以产生电流诱导的自旋轨道力矩。在这里，我们表明，添加石墨烯，或双层石墨烯，以TI为基础的磁性结构，大大增强了电流诱导的自旋密度积累，并显着降低了功耗量。我们发现，这种增强可以高达100倍，从而产生巨大的Edelstein效应。这种大的增强是由于石墨烯（双层石墨烯）的高迁移率以及石墨烯（双层石墨烯）片非常有效地屏蔽电荷杂质（拓扑绝缘体中无序的主要来源）的事实。我们的研究结果表明，石墨烯在自旋电子器件中的集成可以大大提高其性能和功能。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Proximity effect in graphene-topological insulator heterostructures
我们制定了一个连续介质模型来研究由石墨烯形成的异质结构的低能电子结构的强三维拓扑绝缘体（TI）的情况下，公度和非公度堆叠。不可逆性可能是由于石墨烯和TI表面之间的扭转角或两个系统之间的晶格失配。我们发现，在石墨烯中的TI的接近诱导的自旋轨道耦合，可以通过扭转角调谐的强烈增强。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Pseudospintronics in Graphene and Topological Insulators
用无质量Dirac方程描述了石墨烯和拓扑绝缘体中的二维电子系统。虽然这两个系统具有相似的哈密顿量，但它们在自旋轨道耦合强度方面是极性相反的。我们简要回顾了在石墨烯中实现长自旋弛豫时间的努力，其弱自旋轨道耦合，并实现大电流诱导的自旋极化的拓扑绝缘体表面状态，具有强自旋轨道耦合的状态。我们还评论了两个系统的磁响应和稀矩耦合特性之间的差异，以及双层石墨烯中巨磁电阻的赝自旋模拟。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Marginal topological properties of graphene: a comparison with topological insulators
石墨烯体系和拓扑绝缘体的电子结构具有密切相关的特征，如量子化的Berry相和零能边缘态。这些类比的原因是，在这两个系统中有两个相关的轨道带，它们产生伪自旋自由度，并且，不太明显的是，石墨烯中的谷自由度与拓扑绝缘体中的电子自旋之间存在对应关系。尽管有相似之处，也有几个重要的区别，无论是体积拓扑性质和它们的影响的边缘状态-主要是由于谷和自旋之间的根本区别。考虑到它们独特的能带结构特征，带隙石墨烯系统应该被适当地表征为边缘拓扑绝缘体，区别于普通绝缘体或真正的拓扑绝缘体。
2012-08-20 cond-mat.mes-hall
Evidence for a Quantum Hall Insulator in an InGaAs/InP Heterostructure
研究了低迁移率InGaAs/InP异质结中平台-绝缘体（PI）跃迁的量子临界行为。通过反转磁场（B）的方向，我们可以得到一个平均霍尔电阻ρ_xy，它在整个PI跃迁过程中都保持在稳定值h/e^2处量子化。我们提取了PI跃迁的临界指数λ ′ = 0.57 +/-0.02，其与先前从平台-平台（PP）跃迁获得的确定值0.42 +/-0.04略有不同（并且可能更准确）。
2001-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
