Microscopic Functional Integral Theory of Quantum Fluctuations in Double-Layer Quantum Hall Ferromagnets
提出了双层量子霍尔铁磁体基态量子涨落引起的零温序参量和赝自旋刚度降低的微观理论。只有当直接和交换粒子-空穴通道中的相互作用都包括在内时，才能恰当地描述该系统中的集体激发。我们采用的功能积分的方法，这是能够占两者，并评论其关系图解微扰理论。我们还讨论了它的关系高斯波动近似的基础上的Hubbard-Stratonovich变换表示的相互作用在铁磁体和超导体。我们得到了非常简单的相关能，重整化序参量和重整化赝自旋刚度的解析表达式。
2001-05-31 cond-mat.mes-hall
Exact Exchange: a pathway for a Density Functional Theory of the Integer Quantum Hall Effect
这里表明，精确交换（EE）形式主义提供了一个自然和严格的方法的密度泛函理论（DFT）的量子量子霍尔效应（IQHE）。将一种新的EE方法应用于受垂直磁场作用的准二维电子气（q2 DEG），得到了以下主要结果。\textit{i)}是IQHE的微观交换能泛函，它的主要特征是在每一个整数填充因子$ν$处具有一个不连续导数，\textit{ii)}是一个与磁场有关的EE势的解析解，在一个子带区域，\textit{iii)}是\textit{i)}的结果，EE势在每一个整数填充因子$ν$处都有明显的不连续;和\textit{iv)}，广泛使用的局域自旋密度近似（LSDA）被强烈地违反为接近整数值的填充因子。
2017-10-13 cond-mat.mes-hall
Exact-exchange density functional theory of the integer quantum Hall effect: strict 2D limit
在密度泛函理论（DFT）的框架内，发展了一种严格的二维精确交换（EE）形式，并将其应用于电子气在强垂直磁场作用下的情形，该磁场驱动系统达到整数量子霍尔效应（IQHE）.随着填充新兴朗道能级的进行，产生两个主要特征：i）EE能量最小化，在每个整数填充因子$ν$处具有不连续导数;以及ii）EE势在每个整数$ν$处显示尖锐的不连续性。本贡献提供了一个自然的改进相比，广泛使用的局域自旋密度近似（LSDA），因为EE能量泛函完全包含的磁场的影响，并包括一个层间交换耦合的多层系统。作为一致性检验，LSDA是作为EE能量和势能的低场扩展的主导项导出的。
2018-03-01 cond-mat.mes-hall
Functionalized Bismuth Films: Giant Gap Quantum Spin Hall and Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall States
寻找新的大带隙量子自旋霍尔（QSH）和量子反常霍尔（QAH）绝缘体对于它们在室温下的实际应用至关重要。基于第一性原理计算，我们预测在H修饰的Bi（111）薄膜中，QSH和QAH态的带隙可以达到1.01 eV和0.35 eV。这个巨大的带隙的起源在于Bi的大自旋轨道相互作用和H介导的特殊的电子和结构性质。此外，我们发现QAH态还具有量子谷霍尔态的性质，从而内在地实现了所谓的谷极化QAH效应。我们进一步研究了在H修饰的Bi（110）薄膜和X修饰的（X=F，Cl，Br，I）Bi（111）薄膜中大带隙QSH和QAH态的实现.
2014-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Functional dependence of the Hall viscosity-induced transverse voltage in two-dimensional Fermi liquids
二维费米液体的宇称破缺和时间反演对称性导致了以霍尔粘度为特征的非耗散输运特性。在磁场中，霍尔粘性力直接与洛伦兹力竞争，因为两种机制都对霍尔电压有贡献。在这项工作中，我们提出了一个通道的几何形状，使我们能够唯一区分这两个贡献，并得出，第一次，他们的功能依赖于所有外部参数。结果表明，霍尔粘性与洛伦兹力贡献之比为负，其模量随沟道宽度、滑移长度和载流子密度的增加而减小，随沟道电子-电子平均自由程的增加而增大.在诸如GaAs的典型材料中，霍尔粘性贡献可以支配洛伦兹信号高达几十毫特斯拉，直到总霍尔电压消失，随后被洛伦兹贡献克服。此外，我们证明了总的霍尔电场是抛物线由于洛伦兹效应，而这个抛物线的偏移量的霍尔粘度的特点。因此，我们的研究结果铺平了道路，通过全局和局部电压测量测量和识别霍尔粘度。
2019-09-23 cond-mat.mes-hall hep-th
Large anomalous Hall conductivity in Weyl ferrimagnet Cs$_{2}$Co$_{3}$S$_4$ predicted by density-functional calculations
本研究通过密度泛函理论计算，发现早年合成的Cs$_{2}$Co$_{3}$S$_4$为亚铁磁半金属，存在低能外尔点且本征反常霍尔电导率可达500 $Ω^{-1}$cm$^{-1}$，为拓扑外尔半金属研究提供了新候选材料。
2025-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of collapse of pseudospin order in bilayer quantum Hall ferromagnets
在填充因子$ν$ =1时，具有有限隧穿的双层量子霍尔态的Hartree-Fock范例具有全赝自旋铁磁序，其中所有电子处于最低对称朗道能级。低能量自旋激发的非弹性光散射测量显示，在相对较大的隧穿间隙的范式主要偏离。结果表明，在$ν$ =1时，出现了一种新的关联量子霍尔态，其特征是赝自旋阶数降低.当赝自旋极化通过施加面内磁场而崩溃时，自旋激发中发生显著的异常。
2004-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entanglement signatures of quantum Hall phase transitions
我们研究了分数量子霍尔态的量子相变，利用纠缠和相关量的数值计算。我们调整有限尺寸波函数的球形几何形状，通过改变相互作用势远离库仑相互作用。我们发现了包含在球体两部分纠缠熵的标度行为中的量子相变的特征。除了纠缠熵，我们发现，签名的量子相变也出现在其他方面的约化密度矩阵的一部分的球。
2008-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Partition noise and statistics in the fractional quantum Hall effect
本文发展了一个用手征Luttinger液体描述的分数量子Hall液体中电流分配的微观理论，并利用Keldysh方法计算了噪声关联。在这种Hanbury-Brown和Twiss几何中，当Laughlin填充因子ν=1/3时，实时噪声相关器表现出比不相关的Hall流体更大的持续时间尺度的振荡。零频率噪声相关性在填充因子为裸电子（反聚束）的1/3处为负，但幅度大大降低。对于ν \leq 1/5，这些相关性变为正（聚束），表明玻色子行为的趋势。
2001-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universality in an integer Quantum Hall transition
研究了调制掺杂p型SiGe样品中的整数量子霍尔效应跃迁。与大多数这种跃迁的例子相反，临界点处的纵向电导率和霍尔电导率接近理论预期值0.5和1.5（e^2/h）。这允许的散射参数的提取，描述两个电导率分量，这取决于填充因子呈指数。该函数形式与观察到的到霍尔绝缘态的转变和B=0金属-绝缘体转变的那些函数形式的强烈相似性意味着转变的普遍量子临界行为。对于该特定样品，在整数量子霍尔效应中观察到这种行为归因于与主导散射体相关的电势的短程特性。
1999-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Steady States of a Microwave Irradiated Quantum Hall Gas
研究了长波无序势对微波辐照二维电子气零电导态的影响。假设一个均匀的霍尔电导率，我们构造了一个李雅普诺夫泛函，并推导出光生场的域结构的稳定性条件。我们解决了一般的一维和某些二维无序势的方程，并找到非零电导，光电压，和循环耗散电流。相反，弱白噪声无序不会破坏零电流开关，但会引起介观电流的涨落。
2005-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dimensional Crossover Induced Topological Hall Effect in a Magnetic Topological Insulator
本文报道了分子束外延生长的Mn掺杂Bi_2Te_3拓扑绝缘体（TI）薄膜的输运性质。我们发现厚度超过5个五层（QL）的薄膜表现出通常的反常霍尔效应的磁性TI。然而，当厚度减小到4 QL时，出现与拓扑霍尔效应（THE）相关的特征。更令人惊讶的是，当膜厚度进一步减小到3QL时，THE再次消失。理论计算表明，在维度交叉制度的顶部和底部表面状态之间的耦合稳定的磁skyrmion结构，是负责的THE。
2017-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Skyrmion dynamics in quantum Hall ferromagnets
利用集体坐标方法，研究了量子霍尔铁磁体的非线性西格玛模型的经典解，得到了一个Skyrmion-Magnon有效哈密顿量.利用Feynman-Vernon泛函积分形式，我们得到了描述单个Skyrmion动力学的依赖于温度的输运系数。
1999-03-09 cond-mat.mes-hall
Geometric entanglement in integer quantum Hall states with boundaries
有界性是量子多体系统的一个丰富的运动场，因为它们可以导致新的自由度，如拓扑相中的受保护边界态。本文通过空间区域的约化密度矩阵研究了有边界条件下整数量子霍尔系统的基态。我们在最低的朗道水平上工作，并选择我们的区域以任意角度与边界相交。纠缠熵（EE）包含了来自手征边缘模的对数贡献，并符合相应的共形场论预测。我们发现了一个额外的贡献，由于边界角。我们利用约化密度矩阵的本征态进一步分析了纠缠的空间结构，并构造了一个空间分辨的纠缠模型，阐明了物理边界和区域几何形状对约化密度矩阵的影响.最后，我们讨论了我们的研究结果的影响，其他拓扑阶段，以及量子临界系统，如共形场论在2个空间维度。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum transport in chemically functionalized graphene at high magnetic field: Defect-Induced Critical States and Breakdown of Electron-Hole Symmetry
非常规的磁输运指纹在量子霍尔制度（施加磁场从一个到几十特斯拉）在化学功能化的石墨烯的报告。在化学吸附的单原子氧（从0.5%到很少的杂质），朗道能级的电子-空穴对称性被打破，而双峰电导率在低能量的发展，从形成的临界状态由随机网络的缺陷诱导的杂质状态。标度分析暗示存在一个额外的零能量量子化霍尔电导平台，这是不连接到朗道能级的亚晶格对称性破坏的简并提升。这与通常的解释形成了鲜明的对比，并揭开了一个新的游乐场定制的基本特征的量子霍尔效应。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect in graphene: A functional determinant approach
本文首先简要介绍了石墨烯的主要特征，以及在没有外场的情况下，作为相关的低动量有效理论获得的2+1维无质量费米子的狄拉克理论。然后，我们总结了在有限的温度和密度的有效理论中获得霍尔电导率所需的主要步骤，重点是其依赖于在评估有效作用期间选择的狄拉克行列式的相位。最后，我们讨论的行为，规范变换下，由于最低的朗道能级的贡献，并解释规范变换作为旋转的相应旋量周围的磁场。
2008-01-20 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Spatial structure of an incompressible Quantum Hall strip
不可压缩的量子霍尔带是敏感的回旋加速器间隙中的局域态的充电。我们研究了局域态的影响，通过密度泛函方法，发现电子密度和带宽度作为态密度的函数的间隙。另一个重要的作用是电子交换。通过使用考虑QH态负压缩性的模型密度泛函，我们找到了条带周围的电子密度。在大交换，密度分布变得非单调，表明在带的边缘形成的一维维格纳晶体。局域态和交换两种效应都导致了带宽的大幅增加。
1999-08-12 cond-mat.mes-hall
Large-gap quantum anomalous Hall states induced by functionalizing buckled Bi-III monolayer/Al$_{2}$O$_{3}$
拓扑量子反常霍尔（QAH）效应所固有的手征边缘模是当代凝聚态研究中的一个重要课题，其目标是未来的量子技术及其在自旋电子学中的应用。大的拓扑间隙对于防止热波动至关重要，从而能够实现更高的工作温度。通过第一性原理计算，我们提出Al $_{2}$ O $_{3}$作为Bi和III族元素组成的原子单分子膜的理想衬底，在该衬底中可以实现大带隙量子自旋霍尔效应.额外的半钝化与氮，然后建议一个拓扑相变的大间隙QAH绝缘体。通过有效的紧束缚模型，我们证明了Bi-III单层/Al $_{2}$ O $_{3}$是由$p_{x}, p_{y}$轨道占主导地位，次主导$p_z$轨道的贡献。拓扑相变到QAH诱导塞曼分裂，其中非对角自旋交换不起重要作用。有效模型分析的效用远远超过Bi-III单层/Al $_{2}$ O $_{3}$，因为它一般适用于由$p_{x}, p_{y}$轨道主导的系统，带反转在$Γ$。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of interactions on Integer Quantum Hall Effect
双量子霍尔效应的电导率可以表示为两点格林函数构成的拓扑不变量。这种拓扑不变量对于具有内禀反常量子霍尔效应（AQHE）的均匀系统和非均匀系统中的IQHE都是已知的。在后一种情况下，我们可以说，例如，存在弹性形变的AQHE和存在磁场的IQHE。对于非齐次系统的一般情况，拓扑不变量通过Wigner变换的Green函数表示，并包含Moyal积。当它被简化为均匀系统中的IQHE的表达式时，Moyal积被简化为普通的Moyal积，而Wigner变换的格林函数（定义在相空间中）被简化为动量空间中的格林函数。最初，上述拓扑表示是针对无相互作用系统导出的.我们证明了在广泛的不同情况下，在相互作用的存在下，霍尔电导率由相同的表达式给出，其中非相互作用的两点格林函数被替换为考虑相互作用的完整两点格林函数。几种类型的相互作用被认为包括接触四费米子相互作用，汤川和库仑相互作用。我们提出了完整的证明这一声明的两个循环，并认为类似的结果仍然是所有订单的微扰论。它是基于将Wigner-Weyl演算的微扰理论。因此，我们制定费曼规则的图表技术的维格纳变换传播子。
2022-07-06 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations at the quantum Hall plateau transition
我们分析了电导波动中观察到的量子霍尔制度的散装二维电子系统中的Corbino几何。我们发现，像功率谱密度和温度依赖性的特点同意与简单的期望普遍的金属电导波动，而观察到的幅度减少。此外，退相长度$L_Φ\propto T^{-1/2}$，它支配的波动的温度依赖性，是令人惊讶的不同的缩放长度$L_{sc}\propto T^{-1}$管理的量子霍尔平台过渡的宽度。
2002-04-18 cond-mat.mes-hall
Thermal and Tunneling Pair Creation of Quasiparticles in Quantum Hall Systems
本文对量子霍尔系统中准粒子在不同填充因子下的热对产生进行了半经典分析。认为杂质产生的库仑势使带隙能大大降低。它还表明，隧道过程变得重要，在低温和强磁场。我们拟合典型的实验数据很好地基于我们的半经典的结果的间隙能量。
1999-07-19 cond-mat.mes-hall
Generation of spin currents and spin densities in systems with reduced symmetry
我们表明，半导体晶体的自旋电流响应的外部电场是相当复杂的比以前假设的。虽然在高对称性的系统中，仅允许自旋霍尔分量，但在较低对称性的系统中，可以存在其他非自旋霍尔分量。我们认为，当自旋-轨道相互作用只存在于能带结构中时，对自旋电流的内在贡献和外在贡献之间的区别是没有用的。我们表明，产生的自旋电流和自旋密度的电场是密切相关的，我们的一般理论提供了一个系统的方法来区分它们在实验中。我们还讨论了具有自旋轨道相互作用的系统中顶点修正的意义。
2007-08-30 cond-mat.mes-hall
The Stability of the Quantum Hall State at $ν= 1$ in Bilayer Electron Systems
利用密度泛函理论研究了外加磁场作用下两个垂直耦合量子点中电子的基态。在朗道能级填充因子$ν= 1$下，绘制了双量子点中量子霍尔态跃迁的相图。结果表明，量子霍尔态在零隧道分裂时是稳定的。分析了杂质势对量子霍尔态稳定性条件的影响。
2022-09-07 cond-mat.mes-hall
Observation of Chiral Heat Transport in the Quantum Hall Regime
利用沿毫米级二维电子系统（2DES）边缘放置的微米级加热器和温度计研究了量子霍尔体系中的热输运。加热器依赖于局部电流注入到2DES，而温度计是基于热电效应。在$ν= 1$整数量子化霍尔态中，热电信号仅在边缘温度计处于加热器的“下游”（在电子边缘传输的意义上）时才出现在边缘温度计处。当加热器和温度计之间的距离增加时，热电信号减小，表明电子在沿边缘传播时冷却。
2008-10-17 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
Dynamic Nuclear Polarization in the Fractional Quantum Hall Regime
本文研究了整数和分数量子霍尔机制下量子点接触中的动态核极化。在施加直流偏压后，QPC中的分数平台对称地移动到最低朗道能级的一半，ν=1/2，这表明了复合费米子的解释。在不同填充因子下的极化和探测表明，诱导核极化降低了塞曼能量。从整数到分数的映射效应扩展了复合费米子图像，包括超精细耦合。
2010-04-26 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
The triggering role of carrier mobility in the fractional quantum Hall effect-evidence in graphene
最近对悬浮石墨烯层的实验表明，载流子迁移率在Laughlin集体态和绝缘态之间的竞争中起着至关重要的作用，可能是Wigner晶体类型。此外，在低载流子密度下观察到石墨烯中的分数量子霍尔效应（Fractional quantum Hall effect，FQHE），其中相互作用由于颗粒稀释而降低。这表明，相互作用可能不像基于复合费米子模型的标准公式所预期的那样重要。在这里，提出的拓扑参数来解释这些新的功能的石墨烯中，特别是载流子的迁移率的触发作用的的石墨烯中的石墨烯。
2012-01-21 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Current Driven by Quantum Interferences in Mesoscopic Rashba Rings
我们提出了一种全电纳米结构，当传统的非极化电荷电流通过其纵向引线注入时，在连接到{ \em量子相干}一维环的横向电压探针中诱导{ \em pure}自旋电流。在半导体异质结构中的Rashba自旋-轨道耦合的调谐托管环产生的预测自旋霍尔电流的准周期振荡，由于{ \em自旋敏感的量子干涉效应}所造成的阿哈罗诺夫-卡希尔相位的差异所获得的相反的自旋状态顺时针和逆时针。它的振幅是相媲美的介观自旋霍尔电流预测有限尺寸的二维电子气，而它得到减少在宽的二维或无序环。
2004-10-27 cond-mat.mes-hall
Thermal and viscous contrast in quantum Hall scanning-probe images
Independent Researcher, San Diego, California, USA
研究量子霍尔扫描探针图像，通过朗道能级投影等构建泛函，在不同传输 regime 得出结果，如强场 regime 中热电对比度关系等，还给出石墨烯几何形状的灵敏度等，将视觉解释转为定量可观测性测试。
2026-07-21 cond-mat.mes-hall
Is the Peak Value of $σ_{xx}$ at the Quantum Hall Transition Universal?
考虑了整数量子霍尔跃迁时纵向峰值电导率的普遍性问题。为此，提出了一个具有随机质量的二维狄拉克费米子系统，其特征在于方差$g$作为经历量子霍尔跃迁的模型。虽然对于某些特定的模型，纵向峰值电导率$σ_{xx}$被发现是普遍的（与李等人的猜想以及一些数值工作一致），我们发现，$σ_{xx}$减少了一个因子$(1+g/2π)^{-1}$，至少对于小的$g$。这为$σ_{xx}$的非普适性提供了一些理论证据，正如在许多实验中所观察到的那样。
1997-04-22 cond-mat.mes-hall
Incidence of the boundary shape in the tunnelling exponent of electrons into fractional quantum Hall edges
分数量子霍尔液滴的隧穿实验系统地发现隧穿指数小于普通手征Luttinger液体理论预测的。在这份说明中，通过考虑光滑边界的影响，我们提出了一个修改的理论，预测一个减少的指数，在定性与实验一致。这种修改包括一个自相互作用的立方项，包含更高的手征玻色子场的衍生物，提供了一个非通用的一个循环校正的传播。
2007-06-06 cond-mat.mes-hall hep-th
