We calculate the modification of the local electronic structure caused by a local impurity on the surface of a 3D Topological Insulator. We find that the LDOS around the Dirac point of the electronic spectrum at the surface is significantly disrupted near the impurity by the creation of low-energy resonance state(s) -- however, this is not sufficient to (locally) destroy the Dirac point. We also calculate the non-trivial spin textures created near the magnetic impurities and discover anisotropic RKKY coupling between them.
Double Fe-impurity charge state in the topological insulator Bi$_2$Se$_3$
用扫描隧道显微镜研究了Fe的单个杂质对拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$电子性质的影响。显微镜针尖用于远程充电/放电Fe杂质。充电过程中示出依赖于杂质的位置，在附近的其他Fe杂质的存在下，以及晶体的整体掺杂水平的晶体学单元格。我们提出了一个定性的解释所观察到的现象在尖端引起的局部带弯曲。我们的观察表明，在考虑拓扑绝缘体中电子对无序的散射时，必须考虑特定的杂质邻域和费米能级相对于狄拉克点和体能带的位置.
Impurity-potential-induced gap at the Dirac point of topological insulators with in-plane magnetization
量子反常霍尔效应（QAHE）的特征在于无耗散的量子化边缘输运，其关键依赖于电子体能带结构的非平凡拓扑结构和打破时间反演对称性的强铁磁序。磁掺杂拓扑绝缘体（TI）满足这两个标准，是实现QAHE最有前途的量子材料。由于表面电子的自旋沿着磁性杂质交换场的方向排列，因此只有具有面外磁化的磁性TI被认为在表面态的狄拉克点（DP）处打开间隙，从而导致QAHE。使用原子紧束缚和第一性原理计算的过渡金属掺杂的Bi $_2$ Se $_3$的连续介质模型支持，我们表明，表面杂质势产生一个额外的有效磁场自旋极化的表面电子沿垂直于表面的方向。预测的间隙开放机制的结果，从这个额外的字段和面内磁化的相互作用，从$Γ$点移动的DP的位置。这种效应类似于源于能带结构的六边形翘曲校正的效应，但强一个数量级。我们的计算表明，在掺杂的TI与面内磁化的杂质电位诱导的间隙在DP是一个开放的面外磁化。
Ubiquitous impact of localised impurity states on the exchange coupling mechanism in magnetic topological insulators
自从在磁性掺杂拓扑绝缘体（MTI）Cr：（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$和V：（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$中发现量子反常霍尔效应以来，寻找铁磁性发生的交换耦合机制一直是一个中心问题，并提出了各种不同的方案。结合共振光电子能谱、X射线磁二向色性和多重配位场论，我们确定了（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$中V和Cr杂质的局域电子和磁性组态。虽然强的pd杂化被发现这两种掺杂剂类型，其三维态密度显示出显着的差异。最先进的第一性原理计算显示了这些杂质状态如何介导特征短程pd交换相互作用，其强度敏感地随3d状态相对于费米能级的位置而变化。不同的主机化学计量的薄膜上的测量支持这一趋势。我们的研究结果建立了必不可少的作用，杂质状态介导的交换相互作用的磁性MTI。
Optimal doping and entropic origin of giant thermopower in doped Mott insulators
这篇论文已被作者撤回，因为结果是不正确的，由于使用的杂质求解器，在大的相互作用强度和以上的半填充失败。这首先导致了新的杂质求解器的开发（arXiv：1202.5814或Phys.Rev. B 86，085133（2012）），其次导致了具有不同结论的热电势结果的完全修订。因此，提交了一篇关于热电的新论文（arXiv：1209.4349），并撤回了目前的论文。
Uncovering the mechanism of the impurity-selective Mott transition in paramagnetic V$_{2}$O$_{3}$
虽然单轨道和多轨道哈伯德模型的相图已经得到了很好的研究，但真正的莫特绝缘体的物理学往往要丰富得多，依赖于材料，而且知之甚少。在原型莫特绝缘体V $_{2}$ O $_{3}$中，化学压力最初被认为是解释为什么顺磁金属到反铁磁绝缘体的转变温度被Ti掺杂降低，而Cr掺杂增强相关性，最终使高温相顺磁绝缘。然而，最近的实验和理论都表明这种情况是站不住脚的。基于完整的结构优化，我们证明通过电荷自洽密度泛函理论和动力学平均场论的组合，在V $_{2}$ O $_{3}$相图中的变化是由缺陷引起的局部对称性破缺驱动的，所述局部对称性破缺由Cr和Ti掺杂剂与主体系统的显著不同的耦合引起。这一发现强调了莫特金属-绝缘体跃迁对局部环境的高灵敏度，以及准确计算单电子哈密顿量的重要性，因为相关性对它有重要的响应。
A new type of cyclotron resonance from charge-impurity scattering in the bulk-insulating Bi$_2$Se$_3$ thin films
本文研究了体绝缘拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$薄膜的低频Drude响应。通过时域太赫兹光谱同时测量迁移率和载流子密度的频率和场依赖性。这些薄膜生长在缓冲层上，被硒覆盖，并暴露在空气中数月。在高达7特斯拉的磁场下，我们观察到显著的回旋共振（CR）。我们属性的尖锐CR两个不同的拓扑表面状态（TSS）从两个表面的薄膜。CR锐化在高场由于电子杂质散射。通过使用磁太赫兹光谱，我们确认，这些薄膜是体绝缘，这铺平了道路，使用本征拓扑绝缘体没有散装载体的应用，包括拓扑自旋电子学和量子计算。
Ab initio investigation of impurity-induced in-gap states in Bi$_2$Te$_3$ and Bi$_2$Se$_3$
我们研究了当单个$3d$过渡金属杂质嵌入拓扑绝缘体（Bi $_2$ Te $_3$和Bi $_2$ Se $_3$）中时出现的带隙态。我们使用一个组合的方法依赖于第一性原理计算和安德森杂质模型。通过计算Cr，Mn，Fe和Co不仅嵌入在Bi $_2$ Te $_3$和Bi $_2$ Se $_3$的表面，而且还嵌入在它们的体相中的局域态密度，我们证明了带隙中的态起源于杂质的电子态与体能带的杂化，而不是通常假设的拓扑表面态。这一发现进行了分析，使用一个简化的安德森杂质模型。这些观察结果与研究拓扑绝缘体磁掺杂的流行模型[R. R. Biswas等人PRB 81，233405（2010），A. M. Black-Schafer et al. PRB 91，201411（2015）]，其将间隙内状态的起源归因于与拓扑表面状态的杂化。
Impact of impurities on the topological boundaries and edge state localization in a staggered chain of atoms: SSH model and its topoelectrical circuit realization
