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($f =1/2,1/4,3/4...,等等)。该系统保持了依赖于其尺寸的周期性,并且自旋霍尔效应(SHE)的特征再现。我们的预测结果可能是有用的,在提供更深入的了解SHE在这样的几何形状的实验实现。
2012-06-19 cond-mat.mes-hall
Elastic quantum spin-Hall effect in Kagome lattices
量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)实现到一个简单的质量弹簧Kagome晶格。从平凡态到拓扑态的转变由对比度参数的不变陈数函数描述。用数值和解析相结合的方法得到了QSHI的能带图和螺旋边态特征。特别是,这些国家被证明是斯通利波解决方案的一组渐近连续运动方程。最后,极化拓扑边缘波在尖角附近的无散射传播被证明,并通过参数研究评估鲁棒性。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Edge states and the integer quantum Hall effect of spin-chiral ferromagnetic kagome lattice with a general spin coupling
研究了一般Hund耦合区域内具有自旋各向异性的二维kagomé晶格中的手征边缘态和量子化霍尔电导(QHC)。该kagomé晶格系统在$x$方向上是周期性的,但是在$y$方向上具有两个边。数值计算结果表明,Hund耦合的强度,以及自旋手征,影响的边缘状态和相应的QHC。利用拓扑边理论,我们给出了Riemman曲面上手征边态的缠绕数与QHC的关系。并将该表达式与拓扑体理论中的表达式进行了比较,发现它们是一致的。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning the Intrinsic Spin Hall Effect by Charge Density Wave Order in Topological Kagome Metals
本研究通过从头算计算发现拓扑笼目金属具有可与外尔半金属TaAs相比的大自旋霍尔电导率,且CsV₃Sb₅中的自旋霍尔效应可被电荷密度波序调控,为自旋电子学提供了可调谐的候选材料平台。
2024-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Prospect of quantum anomalous Hall and quantum spin Hall effect in doped kagome lattice Mott insulators
具有非平凡拓扑结构的电子态具有许多新的现象,具有革命性信息技术的潜力。量子反常霍尔效应提供了电子的自旋极化无耗散输运,而量子自旋霍尔效应与超导性的结合已经被提出作为实现无退相干量子计算的基础。我们介绍了一种实现这些效应的新策略,即通过空穴和电子掺杂可果美晶格莫特绝缘体,例如,化学取代。作为一个例子,我们将这种新的方法应用于天然矿物Herbertsmithite。我们证明了所提出的修改的可行性进行从头计算密度泛函理论计算,并证明了发生的预测效果,使用现实的模型。我们的研究结果预示着一个新的家庭的量子反常霍尔和量子自旋霍尔绝缘体在负担得起的能量/温度标度的基础上,戈薇晶格的过渡金属离子。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum spin Hall effect and spin-charge separation in a kagome lattice
在一个简单的紧束缚模型下,对二维kagome晶格进行了理论研究,该模型包含了最近邻跃迁项和次近邻之间的自旋轨道相互作用.利用复能Riemann面上自旋边态的拓扑缠绕性质,得到了绝缘相自旋霍尔电导的量子化形式为$-e/2π$($e/2π$).这一结果与数值线性响应计算和\textbf{Z} $_{2}$拓扑不变性分析结果一致。当样品边界以扭曲的方式连接时,引入两个具有$π$通量的缺陷,在1/3(或2/3)填充时得到自旋-电荷分离的孤子。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Valley Hall phases in Kagome lattices
我们报道了在声子系统中除了空间反演对称性破缺外,还发现了由镜像对称性破缺引起的类似谷霍尔效应。我们研究了Kagome和改进的Kagome安排中的板和弹簧质量模型的拓扑相位。通过破坏反演对称性,众所周知,一个定义的谷陈数出现。我们还表明,有效地,打破镜像对称导致相同的拓扑不变。基于体-边对应原理,在不同谷陈数的两个晶格之间的界面上出现了保护边态。分别用周期系统的平面波展开法和有限系统的多次散射理论,计算了板系统的Berry曲率、能带反转、振型和边模。我们还发现,在有限系统中,适当的多点激励只产生沿单程路径传播的波。
2018-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological characterization of magnon-polaron bands and thermal Hall conductivity in a frustrated kagome antiferromagnet
本研究针对阻挫kagome反铁磁体,提出基于正则自旋-派尔斯变换的解析方法,分析局域与非局域自旋-声子耦合下磁振子-极化子的拓扑特征及相变,揭示其对热霍尔电导率的影响,为阻挫磁性与极化子物理的交叉研究提供平台。
2025-06-25 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in the kagome lattice with Rashba spin-orbit interaction
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的kagomé晶格中的自旋霍尔效应。守恒自旋霍尔电导$σ_{xy}^{s}$(见正文)及其两个分量,即,常规项$σ_{xy}^{s0}$和自旋矩偶极项$σ_{xy}^{sτ}$,数值计算表明,作为电子费米能$ε_{F}$的函数,出现了一系列的平台。一个一致的两个波段的分析,以及贝里相位的解释,也给出了。我们表明,这些高原是一个后果的各种费米表面拓扑结构时,调谐$ε_{F}$。特别是,我们预测,与布里渊区中费米面包围$\mathbfΓ$点的情况相比,费米面包围$\mathbf{K}$点的自旋霍尔电导幅度提高了两倍,这使得今后系统地开展$\mathbf{K}$ -谷自旋电子学的研究具有重要意义.
2008-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signature of parity anomaly in the measurement of optical Hall conductivity in quantum anomalous Hall systems
宇称反常是指二维经典作用量的宇称对称性在全量子理论的任何正则化过程中都无法恢复的量子力学效应,其特征是半量子化的霍尔电导率。本文提出了一种在光学霍尔电导率测量中探索宇称反常的实验信号的方案,在适当的频率范围内,光学霍尔电导率几乎是半量子化的。研究了几种模型的光学霍尔电导行为,揭示了在低频或高频区域出现半量子化霍尔电导。光学霍尔电导率可以从克尔和法拉第旋转的测量和圆偏振光的吸收率提取。该方案为探索拓扑量子材料中宇称反常的特征提供了一种实用的方法。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
Local spin Hall conductivity
自旋霍尔电导率通常是计算周期性固体,而知识的本地贡献,如界面或表面的非均匀区域将是可取的。在这项工作中,我们推导出一个本地表达式的自旋霍尔电导率的二维系统的类比最近讨论的本地异常霍尔电导率。我们的方法是适用于异质完全有界系统和纳米带与开放和周期性的边界条件。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall
Strain-induced pseudomagnetic field and quantum oscillations in kagome crystals
一个kagome晶格是由角共享三角形排列在一个蜂窝晶格,使得每个蜂窝键主机kagome网站,而每个kagome三角形包围一个蜂窝网站。这种密切的关系意味着这两个晶格具有共同的特征。我们在这里预测,一个kagome晶体,类似于蜂窝晶格石墨烯,弹性应变的反应以一种独特的方式,在狄拉克点附近的体电子状态被重组的应变诱导的伪磁场到平坦的朗道能级,而在未变形的晶体中的简并边缘状态成为分离的能量维度。当应变连续调谐时,所产生的扫描伪磁场引起态密度(DOS)和电导率的量子振荡。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall
Giant Anomalous Hall Effect in Kagome Nodal Surface Semimetal Fe$_3$Ge
本研究在Kagome磁体Fe$_3$Ge中观察到巨反常霍尔效应,其反常霍尔电导率达1500 $Ω^{-1}$cm$^{-1}$,为Kagome拓扑材料中最高,为自旋电子学和量子计算应用提供新平台。
2025-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Pseudospin Hall Effect and Multi-frequency Corner Modes in Kagome-based Lattices
Tsinghua Shenzhen International Graduate School, Tsinghua University(清华大学深圳国际研究生院);The City College of New York(纽约市立大学城市学院);Suzhou Laboratory(苏州实验室)
本文研究了基于kagome晶格的拓扑伪自旋霍尔效应和多频角态,通过理论模型揭示了新的角态组和可调谐的伪自旋霍尔效应,为经典波系统提供了新的研究方向。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Anomalous planar Hall effect in a kagome ferromagnet
到目前为止,外尔节点的宏观特征是由手征异常引起的负纵向磁阻。然而,负纵向磁阻并不是手性异常所独有的,并且可以由于完全不同的机制而产生,例如电流喷射或铁磁系统中由于磁振子散射的抑制。因此,可以唯一地归因于外尔节点的存在的宏观效应是期望的。在这里,我们表明,平面霍尔效应可能是外尔节点的标志。我们研究了Fe $_3$ Sn $_2$的各向异性磁电阻和平面霍尔效应,它具有kagome晶格,被预测为II型Weyl金属。我们发现,平面霍尔效应除了包含普通场对称贡献外,还包含场反对称贡献。场反对称平面霍尔效应具有3重旋转对称性,与对称平面霍尔效应明显不同,但与Fe $_3$ Sn $_2$中磁化的3重旋转简并性一致。反对称平面霍尔效应的温度和场依赖性排除了基于来自反常霍尔效应的贡献的解释,并且与对称平面霍尔效应不同,指向不同的起源。我们将反对称平面霍尔效应归因于Fe $_3$ Sn $_2$的拓扑性质,这是由于Weyl II节点的存在。我们的发现提供了一个有前途的路线宏观探测外尔系统。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Edge states and the integer quantum Hall conductance in spin-chiral ferromagnetic kagome lattice
研究了二维铁磁kagomé晶格中包含自旋各向异性的手征边缘态。该系统在$x$方向上是周期性的,但在$y$方向上具有两个边缘。导出了求解边缘态能量的Harper方程。我们发现在每个体能隙中存在两个边缘态,对应于复能Riemann面(RS)上Bloch函数的两个零点。由动量$k_{x}$参数化的边缘态能量环穿过RS的空穴。当费米能位于体能隙中时,量子化霍尔电导由空穴边缘态的缠绕数给出,读作$σ_{xy}^{\text{edge}}$ = $-\frac{e^{2}}{h}% $ sgn $(\sinϕ) $,其中$ϕ$是自旋手征参数(见正文)。这一结果与基于拓扑体理论的结果一致。
2007-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Conductivity in a Landau Type Model with a Realistic Geometry
在这篇论文中,我们重新回顾了与量子霍尔效应有关的一些量子力学方面。我们考虑一个朗道型模型,特别注意量子霍尔实验的实验和几何特征。由此产生的形式主义,然后使用显式计算的霍尔电导率从久保公式。
2003-02-06 cond-mat.mes-hall
Anisotropically large anomalous and topological Hall effect in a kagome magnet
最近,可果美材料已经成为研究对称性、磁性、拓扑结构和电子相关性之间相互作用的一个引人入胜的平台。RMn_6Sn_6(R =稀土金属)化合物的最新研究表明,由于其大的自旋轨道耦合和强的磁有序性,这一系列化合物可能对研究各种物理现象具有重要意义。然而,在RMn6Sn6材料的组合传输和光谱研究仍然是有限的。在这里,我们报告的磁性,磁输运,角分辨光电子能谱测量的可果美磁铁ErMn6Sn6,经历反铁磁(TN = 345 K)亚铁磁(TC = 68 K)相变的存在下的字段。我们观察到大的异常和拓扑霍尔效应作为运输签名的非平凡的Berry曲率。等温磁化强度表现出很强的各向异性,化合物的拓扑霍尔效应依赖于变磁转变的临界场。我们的光谱结果与理论计算的补充表明,多轨道kagome费米学。这项工作提供了新的见解的可调谐性和相互作用的拓扑结构和磁性的戈薇磁铁。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Semi-classical study of the Quantum Hall conductivity
研究了双周期势$V(x,y)$中电子的整数量子霍尔电导率的半经典研究。霍尔电导率是由于隧道效应,我们集中我们的研究在一个周期性的细胞有三个阱的电位。非零的拓扑电导率要求阱的位置和形状的特殊条件。结果是解析推导和数值计算证实。
1998-05-07 cond-mat.mes-hall
Excited quantum Hall effect: enantiomorphic flat bands in a Yin-Yang Kagome lattice
量子霍尔效应(QHE)是凝聚态物理中最具研究价值的课题之一。通常,QHE表现为基态,其时间反转对称性被磁化破坏以携带二维绝缘体周围的量化手性边缘电导率。本文提出了无内禀磁化的非平衡激发态QHE(EQHE)的概念和模型。它产生于两个对映体的相反的手征性的平面带之间的圆偏振光激发,每个原本支持一个螺旋拓扑绝缘状态托管在阴阳戈薇晶格。它的边缘状态的手性可以通过光的旋向来反转,而不是像传统的量子(反常)霍尔效应那样通过磁化方向来反转,为量子器件提供了一种简单的开关机制。讨论了EQHE在实际材料中的意义和实现。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Anomalous quantum Hall conductivity and resonances in coupled layers
在整数量子霍尔机制下,研究了一个通过隧穿耦合的两层系统,每层中具有不同的载流子质量。如果实现不同层的朗道能级之间的共振,则发现单层霍尔电导率与通常量子化的显著偏差。在适当的条件下,霍尔电导率的负跳跃的外观也被预测。所得结果对系统中的无序具有鲁棒性。
1999-04-13 cond-mat.mes-hall
Large anomalous Hall effect in single crystals of the kagome Weyl ferromagnet Fe$_3$Sn
本研究结合理论与实验探究笼目铁磁材料Fe₃Sn的反常霍尔效应,测得其室温下反常霍尔电导率约500(Ω·cm)⁻¹且弱温度依赖,与密度泛函计算结果吻合,还预测其费米能级附近存在外尔节点。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect in $t_{2g}$ Orbital Kagome Lattice due to Non-collinearity:Significance of Orbital Aharonov-Bohm Effect
通过引入d轨道自由度,提出了倾斜铁磁金属中自旋结构驱动反常霍尔效应(AHE)的新机制。我们发现,在非共线自旋结构和自旋轨道相互作用的存在下,传导电子由于复杂的d轨道波函数而获得Berry相。由这种轨道导出的Berry相驱动的AHE比由自旋手征诱导的AHE大得多,这自然解释了烧绿石Nd $_2$ Mo $_2$ O $_7$中自旋结构驱动的AHE的显著特征。由于所提出的AHE甚至可以发生在共面自旋序($M_z=0$),它有望出现在其他有趣的几何挫折系统。
2009-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intrinsic anomalous Hall response in the bilayer kagome ferromagnet Co$_3$Sn
The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
该研究制备出未合成过块体的 kagome 金属 Co$_3$Sn 高质量薄膜,证实其为室温 kagome 铁磁体,发现其反常霍尔响应源于费米能级附近的本征贝里曲率热点,明确层堆垛顺序对其性质的影响。
2026-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital Magneto-Nonlinear Anomalous Hall Effect in Kagome Magnet Fe$_3$Sn$_2$
本研究结合实验与第一性原理计算,在kagome铁磁体Fe$_3$Sn$_2$中发现轨道起源的磁非线性反常霍尔效应,证实其由布洛赫电子内禀量子几何特性调控,为霍尔输运研究开辟新方向。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Geometric and nongeometric contributions to the surface anomalous Hall conductivity
静态电场在磁电绝缘体的表面处产生循环电流。描述这种束缚电流的表面电导率张量的异常霍尔部分可以根据绝缘表面制备而改变$e^2/h$的倍数,并且批量计算不固定其量化部分。为了解决这种模糊性,我们开发了一种计算平板几何中的全表面异常霍尔电导率的形式。我们确定了一个贝里曲率项,密切相关的散装异常霍尔电导率,其值可以通过调整表面哈密顿量的量子化量的表达。此外,表面反常霍尔电导率包含一个不依赖于表面制备的非几何部分。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Intrinsic (valley) thermal Hall conductivity of phonons in graphene for integer quantum Hall phases
Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
本文计算了量子霍尔区域石墨烯声子的内禀谷热霍尔电导率,源于电子-声子耦合诱导的声子谷霍尔粘度,并讨论了测量前景及推广至其他狄拉克材料。
2026-09-10 cond-mat.mes-hall
Geometrical interpretation of Hall conductivity in metals
本文利用费米面曲率对金属弱场霍尔电导率给出几何解释,并在附录中围绕 Peierls 面积因子讨论轨道磁化率与磁导率。
2024-09-10 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
Spin-Hall conductivity and optical characteristics of noncentrosymmetric quantum spin Hall insulators: the case of PbBiI
本研究通过理论分析揭示了非中心对称量子自旋霍尔绝缘体PbBiI的光学性质与自旋霍尔电导率,发现其动态自旋霍尔电导率较小,需借助外部磁场或磁性材料来产生交流自旋电流。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
Nearly semi-elliptic relation between the minimal conductivity and Hall conductivity in unpaired Dirac fermions
本研究在自洽玻恩近似框架下计算未配对狄拉克费米子的电导率,发现最小电导率与霍尔电导率的近半椭圆关系,可标识宇称反常半金属,衔接两类拓扑绝缘相且匹配实验观测。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Simultaneous quantization of edge and bulk Hall conductivity
边缘霍尔电导率被证明是$e^2/h$的整数倍,这几乎肯定是独立的无序配置的选择。它与Kubo-Chern公式给出的体霍尔电导率的相等性来自K理论的论证。这导致样品中电流的任何重新分布的霍尔电导的量化。有人认为,在实验中,最多百分之几的总电流可以携带的边缘状态。
1999-12-10 cond-mat.mes-hall
Topological mechanics of edge waves in Kagome lattices
拓扑绝缘体是一种新的物质相,其性质来源于一些定性但稳健的拓扑不变量,而不是特定的几何特征或本构参数。在这里,Kagome晶格分类的基础上,一对椭圆偏振的固定本征模的手性直接相关的拓扑不变量的上下文中被称为“量子谷霍尔效应“在物理学文献中。分隔两个拓扑上不同的格的界面,即,两个具有不同拓扑不变量的格,然后证明主机两个拓扑斯通利波的频率,形状和衰减和传播速度进行量化。相反,分离两个拓扑等价的晶格的界面将不存在斯通利波。分析是基于一个渐进模型,通过修改后的高频均匀化程序。这个案例研究构成了量子谷霍尔效应在平面弹性的第一个实施。一维晶格的初步讨论包括在一个简单的分析框架拓扑效应提供相关的背景。
2018-02-13 cond-mat.mes-hall
Interaction-Driven Spontaneous Quantum Hall Effect on Kagome Lattice
由于非平凡能带拓扑的存在,物质的非相互作用拓扑态可以在具有内禀自旋-轨道耦合的能带绝缘体中实现。近年来,实现新的相互作用驱动的拓扑相的可能性吸引了大量的研究活动,这可能会显着扩展物质的拓扑态的类别。本文报道了在kagome晶格上扩展的费米子-哈伯德模型中发现的相互作用驱动的自发量子霍尔效应(Chern绝缘体).利用密度矩阵重整化群,我们揭示了量子HE的普遍性质,包括时间反演对称性自发破缺和量子化霍尔电导。通过在大系统中访问基态,我们证明了QHE对有限尺寸效应的鲁棒性。此外,我们绘制了一个相图,并确定两个竞争的电荷密度波阶段通过不同的相互作用,其中过渡到QHE阶段被确定为第一顺序。我们的研究提供了一个相互作用驱动的QHE不需要外部磁场或磁性掺杂的“原理证明”的演示。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Intercorrelated anomalous Hall and spin Hall effect in kagome-lattice Co$_3$Sn$_2$S$_2$-based shandite films
磁性外尔半金属(mWSMs)的特征在于线性色散带的手征外尔节点对与破缺的时间反演对称性。mWSM的一个标志是出现大的本征反常霍尔效应。在加热的mWSM高于其居里温度,磁性消失,而交换分裂外尔点对崩溃成双退化的带隙狄拉克态。在这里,我们揭示了这些狄拉克节点在顺磁状态下的有效自旋电流产生在室温下通过自旋霍尔效应的吸引力的潜力。引入Ni和In以分别替代原型mWSM Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$ shandite膜中的Co和Sn并调整费米能级。顺磁性方沸石在室温下的自旋霍尔电导率的组成依赖性类似于铁磁性方沸石在低温下的反常霍尔电导率;分别表现出以Ni取代的Co $_2$ Ni $_1$ Sn $_2$ S $_2$和未掺杂的Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$组成为中心的峰状依赖性。峰位移与电子填充在穿过铁磁-顺磁转变时的重新分布一致,表明两种霍尔效应之间存在相互关联。我们的研究结果突出了一个新的战略,探索自旋霍尔材料,在文献中丰富的实验异常铁磁体的霍尔效应数据的指导下。
2022-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall and Nernst effects in epitaxial films of topological kagome magnet Fe3Sn2
拓扑kagome磁体(TKM)Fe 3Sn 2具有不寻常的拓扑性质、平坦的电子能带和手性自旋织构,使其成为探索拓扑能带结构、强电子相关性和磁性之间相互作用的精美材料平台。在这里,我们报告的第一个高品质的外延(0001)Fe 3Sn 2薄膜的合成与大的本征异常霍尔效应接近体单晶中测量。此外,我们测量到一个大的各向异性反常能斯特系数Syx,为1.26 μV/K,比普通铁磁体的能斯特系数大约大2- 5倍,这表明该系统中费米能级附近存在Berry曲率源。至关重要的是,高质量Fe 3Sn 2薄膜的实现打开了探索新兴界面物理学的大门,并通过将Fe 3Sn 2与其他量子材料连接以及通过纳米结构图案化来创建基于TKM的新型自旋电子器件。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal Hall conductivity with sign change in the Heisenberg-Kitaev kagome magnet
本研究通过理论分析发现,在具有倾斜铁磁序的Heisenberg-Kitaev kagome磁体中,标量自旋手性在Kitaev铁磁点两侧改变符号,导致磁振子带的Chern数及热霍尔电导率发生符号变化。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effects of Light and Chiral Edge Modes on the Kagome Lattice
我们从理论上研究了一种可以用现有技术在微波腔阵列中实现的光子可果美晶格。Kagome晶格具有奇异的能带结构,具有三个能带,其中一个能带可以完全平坦。人工规范场的存在允许模拟拓扑相位并诱导手征边缘模式,其可以在能隙内与拓扑平凡的平带共存。通过调节人工通量或在存在无序的情况下,平带也可以获得允许手征边缘模式和体扩展状态之间共存的能量带宽;在这种情况下,手征模式变得脆弱,朝向散射到体中。光子系统表现出没有朗道能级的量子霍尔效应和以非量子化陈氏数为特征的反常霍尔效应。我们讨论了实验观测,如局域态密度和边缘电流。我们展示了如何合成均匀的磁场可以工程,这使得实验探测的朗道水平的光子戈薇晶格。然后,我们借鉴半经典玻尔兹曼方程的运输设计一种方法来测量周围的布里渊区环路贝里的相位。该方法是完全基于波包干涉,并可用于确定频带陈数或光子等效的异常霍尔响应。我们证明了这些测量对现场和规范场混乱的鲁棒性。我们还显示了非线性腔和(人工)原子-光子相互作用的反常量子霍尔相位的稳定性。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Hall Response from Canted Antiferromagnetic Order in $d$-Electron Kagome Systems
Aix-Marseille Université(艾克斯-马赛大学)
本文研究二维kagome单层中,反铁磁交换诱导的非共线自旋序产生内禀贝里曲率,实现无外磁场和自旋轨道耦合的量子反常霍尔效应,并探讨了最大陈数$C=\pm5$的可能性及拓扑相变。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Sign reversal of anomalous Hall conductivity and magnetoresistance in cubic non-collinear antiferromagnet Mn$_3$Pt thin films
Mn $_3$ X非共线反铁磁体家族中Mn原子的二维Kagome自旋晶格结构在Berry曲率物理和相关的非平凡磁输运响应的探索中提供了实质性的兴奋。这些研究中的大部分是在六方晶系中进行的,主要是Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge,其中kagome平面的法线沿着[001]方向。本文报道了我们在立方Mn $_3$ Pt薄膜中的研究,其kagome面垂直于[111]晶轴。我们的研究揭示了一个空穴导电占主导地位的霍尔响应与非单调的温度依赖性的异常霍尔电导率(AHC),从9 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在室温下增加到29 $Ω^{-1}$厘米$^{-1}$在100 K,其次是下降和意想不到的符号反转在较低的温度。在磁阻测量中也观察到类似的符号反转。我们把这个符号反转的过渡从贝里曲率为主的AHC在高温下的弱倾斜铁磁AHC响应在较低的温度下,低于70 K,所造成的重新取向的Mn力矩的戈薇平面。我们在Mn $_3$ Pt薄膜中的上述结果使它们与室温反铁磁自旋电子学的集成取得了进展。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity on a kagome magnet coupled to a Rashba superconductor
Kyushu University(九州大学);RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)(理化学研究所量子计算中心)
本研究通过将kagome磁体与Rashba超导体耦合,实现了具有奇数陈数的拓扑超导相,揭示了近邻效应在磁序中的能量影响。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Cantilever Torque Magnetometry Method for the Measurement of Hall Conductivity of Highly Resistive Samples
我们提出了第一次测量霍尔电导率利用一种新的转矩磁强计方法设计的绝缘体。当在测试材料上施加电压时,Corbino盘表现出与霍尔电导率成比例的磁偶极矩。这种磁偶极矩可以通过转矩磁力测量法测量。这种非接触式技术的对称性允许在以前无法访问的材料中测量霍尔电导率。最后,一个低温噪声界,缺乏系统误差的虚拟设备,和溅射氧化铟锡的霍尔电导率的测量证明了该技术的有效性。
2019-08-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum Hall conductivity in the presence of interactions
本文讨论了电子间存在任意对相互作用时的量子霍尔效应。结果表明,不管相互作用强度的霍尔电导率给出的朗道能级的填充分数的平均在基态的系统。这一结论对整数和分数量子霍尔效应都成立。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic oscillations of the anomalous Hall conductivity
已知在霍尔电阻率中可以观察到Shubnikov-de Haas振荡,尽管它们的振幅比对角电阻率振荡的振幅弱得多。采用二维具有反常霍尔效应的大质量狄拉克费米子模型,我们证明了反常霍尔电导率的Shubnikov-de Haas振荡的振幅与对角电导率的振幅相同.我们认为,通过研究石墨烯超晶格中的谷霍尔效应和低屈曲狄拉克材料中的自旋霍尔效应,可以观察到反常霍尔电导率的振荡.
2016-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The phonon Hall effect: theory and application
本文提出了一个系统的弹道晶格声子霍尔效应理论,并将其应用于各种实际材料中普遍存在的可果美晶格。通过对极化矢量空间中的非厄米哈密顿量进行适当的二次量子化,我们得到了一个新的热流密度算符,它具有两个独立的贡献:负责纵向声子输运的正常速度和表现为横向声子输运的霍尔效应的反常速度.正如在可果美晶格中所举例的那样,我们的理论预测,低磁场下霍尔电导率的方向可以通过调节温度来逆转,我们希望这可以通过未来的实验来验证。同时发现了三个由声子能带拓扑变化引起的声子霍尔电导率奇异性,它们对应于kagome晶格波矢空间中三个不同对称中心点(Γ,K,X)处的简并.
2011-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Photoinduced Topological Phase Transitions in a Kitaev kagome magnet
本研究利用磁Floquet-Bloch理论,发现在[111]方向强磁场下,通过调节光强可将具有Heisenberg、Kitaev和DM相互作用的kagome磁体调控为具有不同Berry曲率、Chern数和热霍尔电导率特征的拓扑相。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum plateaus in dynamical Hall conductivity
分析了垂直磁场中含杂质二维电子气的动态霍尔电导率σ H(ω)。在低频率以及在高频率提供的朗道能级的完全填充的高原状行为的预测。朗道能级的加宽将具有不同行为的两个频率区域分开。动态霍尔电导率的虚部揭示了局域态区域的振荡。并与实验结果进行了比较。
2018-12-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Hall conductivity in the cosmic defect and dislocation space-time
研究了拓扑缺陷和位错在外电磁场中对载流子电导行为的影响。特别是对量子霍尔效应进行了详细的研究。我们发现,由于拓扑缺陷和位错引起的时空非平凡变形产生了微扰论首阶的电流。然后,该电流引起霍尔电导率的变形。霍尔电导率的修正值与外加电场、样品尺寸和粒子动量有关。
2016-08-28 cond-mat.mes-hall hep-th
Photo-modulation of the spin Hall conductivity of mono-layer transition metal dichalcogenides
我们报告了一种可能的光学调谐的自旋霍尔电导率在单层过渡金属dichalcogenides。频率远高于系统能量标度(\textit{off-resonant}条件)的光束不会激发电子,但会重新排列能带结构。重排是定量建立使用Floquet形式主义。对于这样的单层过渡金属二硫属化物的系统,自旋霍尔电导率(在存在无序的情况下用Kubo表达式计算)在较高频率和较低强度下表现出下降。最后,我们比较了更高自旋轨道耦合的WSe $_{2} $与MoS $_{2} $的自旋霍尔电导率;发现WSe $_{2}$的自旋霍尔电导率更大。
2016-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gaussian-Bond Hall Viscosity and Nonlocal Hall Response of a Sampled Landau Level
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学理论物理研究所);Institute of Solid State Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Physics, Nagoya University(名古屋大学物理学系);Center for Spintronics Research Network, Keio University(庆应义塾大学自旋电子学研究网络中心);CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学拓扑量子计算卓越创新中心);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学中心);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能研究开发机构先进科学研究中心)
本文揭示晶格能带中霍尔粘度由量子几何中的带投影电四极矩决定,并建立非局域霍尔电导与粘度的关系,通过贝里曲率涨落量化与朗道能级形式的偏差。
2026-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Valley Modulation and Single-Edge Transport of Magnons in Staggered Kagome Ferromagnets
由于磁振子的无电荷特性,它有望在无焦耳热的情况下实现无耗散输运,从而有望应用于节能器件。此外,kagome晶格作为许多磁振子铁磁体的堆叠层,在准粒子谱中也表现出谷结构,这可能为磁振子激发增加新的维度。在这里,我们研究谷磁振子和相关的谷调制在一个kagome晶格,交错交换相互作用和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。交错交换相互作用破坏了空间反转对称性,导致在$\pm K$处的带隙简并谷和随后的谷磁振子霍尔效应。当进一步考虑Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用时,谷简并度被提升。结果实现了净磁振子反常霍尔效应和拓扑相变。更有趣的是,通过调节谷分裂和激发频率,可以将可果美带中的热流集中在一个边缘,以实现单边缘输运。此外,对于kagmon晶格,边缘热流包括三角形精细结构内的局部循环贡献,以及平行于边缘流动的电流。这些发现充分发挥了自旋自由度和谷自由度的作用,丰富了高能效磁振子器件的研究范式。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Topological Kagome Systems
最近发现的材料Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$表现出令人印象深刻的量子反常霍尔(QAH)导电性行为,其由$z$方向上的铁磁性和$xy$平面上的反铁磁性之间的相互作用驱动。基于这些事实,我们首先建立并研究了一个自旋为1/2的模型来描述Kagome平面上Co原子的磁性。然后,我们包括传导电子耦合到自旋-1/2通过一个强大的洪德耦合。自旋-轨道耦合导致拓扑低能带。对于2/3的在位占有率,我们发现从QAH铁磁绝缘相与陈数1的量子自旋霍尔(QSH)反铁磁相的拓扑转变。QAH阶段是金属时,稍微改变现场占用。考虑到温度的影响,我们包括波动方向的洪德耦合。我们展示了如何霍尔电导率现在可以顺利地发展时,自旋开发的$120^o$反铁磁性的$xy$平面,并可以同步与铁磁分数。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Topological transitions by magnetization rotation in kagome monolayers of ferromagnetic Weyl semimetal Co-based shandite
本文通过从头计算研究钴基 shandite 的 kagome 单层中磁化方向对拓扑和输运性质的影响,发现 Sn 终止单层在磁化旋转时发生多次量子反常霍尔绝缘体之间的拓扑转变并出现平面量子化反常霍尔效应,而 S 终止单层因金属性表现为连续变化。
2024-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall conductivity of Sierpinski carpet
本文用Kubo-Bastin公式计算了Sierpinski地毯的霍尔电导率。当我们增加分形的深度时,霍尔电导率的量子化消失。霍尔电导率不再与陈数成正比。然而,这些量的行为以类似的方式显示出霍尔电导率的拓扑性质的一些回忆。我们还数值研究了体积边缘对应,发现当Sierpinski地毯的深度增加时,边缘状态变得不那么明显。
2019-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph