Quantum Hall effects in layered disordered superconductors
研究了具有无序和时间反演对称性破缺的层状单重态成对超导体。该相图表明了在传输中的电荷-自旋分离。在平均晶粒间传输和层间隧穿方面,我们发现自旋霍尔系数为0和2的量子霍尔相分离的自旋金属相。我们确定了自旋金属-绝缘体局域化指数以及~0.9的自旋电导率指数。在塞曼项的存在下,出现自旋霍尔系数为1的附加相。
2004-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous Hall effect in chiral p-wave superconductor
在时间反演对称性破缺的手征超导体中,可以观察到“自发的霍尔效应”。我们分析了这种现象,考虑到手性超导体的表面性质。我们确定了两个主要的贡献自发霍尔效应。一种贡献来自于沿着超导体表面流动的自发电流产生的伯努利(或洛伦兹)力。另一个贡献有一个拓扑的起源,并与库珀对的内禀角动量。后者可以用超导体低能场论中的类似陈-西蒙斯项来描述,并且与量子霍尔效应有一些相似之处。然而,手征超导体中的自发霍尔效应是不普遍的。我们的分析是基于三种方法的问题:一个自洽的解决方案的Bogoliubov-德Gennes方程,广义Ginzburg-Landau理论,和一个流体动力学制剂。这三种方法都一致地得出了相同的结论:二维超导霍尔棒的自发霍尔电阻为h/(ek_Fλ)^2量级,其中k_F是费米波矢,λ是伦敦穿透深度;霍尔电阻基本上被抑制在一个量子电阻单位之内。在测量这种效果的实验问题进行了简要讨论。
2001-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomalous enhancement of spin Hall conductivity in superconductor/normal metal junction
我们提出了一种自旋霍尔器件,在超导体/正常金属(SN)结中诱导大自旋霍尔效应。在计算正常金属的非本征自旋霍尔电导时,考虑了侧跳和斜散射机制。我们发现,当超导体与正常金属间的电压接近超导能隙时,这两种贡献都得到了极大的增强。这种增强归因于费米能级处正常金属中态密度的共振增加。我们的研究结果表明,一种新的方法来控制和放大的自旋霍尔电导率通过施加一个外部的直流电场,表明SN结具有潜在的应用与大自旋霍尔效应的自旋电子器件。
2011-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Chirality-selective proximity effect between chiral $p$-wave superconductors and quantum Hall insulators
针对超导体与量子霍尔绝缘体异质结构的不相容问题,本研究揭示涡旋晶格对量子霍尔体态中超导邻近效应的关键作用,并发现手性p波超导体混合态与整数量子霍尔绝缘体异质结构中存在手性选择性邻近效应,手性一致时发生拓扑相变。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Thermoelectric effect at the quantum Hall-superconductor interface
本文研究了量子霍尔-超导体界面的热电效应,发现界面处热点形成导致电子非平衡分布并通过涡旋核心传播,产生的电压在量子霍尔平台上变号且响应涡旋重排,揭示了该界面热与电荷现象的复杂相互作用。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Sign Reversal of the Hall Response in a Crystalline Superconductor
我们考虑霍尔电导率由于一个干净的超导体的晶格模型中的涡旋运动,使用一般的参数,无限制的Hartree-Fock计算,和精确对角化的组合。在弱耦合极限$k_F ξ\gg 1$中,超导态的霍尔响应的符号与正常(非超导)态的霍尔响应的符号相同。然而,对于中等耦合和强耦合,($k_F ξ\sim 1$)我们发现超导态的霍尔响应的符号可以与正常态相反。此外,我们发现霍尔响应的符号反转与涡核处密度分布的不连续变化有关。在铜氧化物超导体的实验的影响进行了讨论。
2014-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant Nernst and Hall Effects in Chiral Superconductors due to Berry Phase Fluctuations
我们考虑了在相变温度以上的手征超导体涨落区中的能斯特效应和霍尔效应,它们不是由传统的洛伦兹力引起的,而是由Bogoliubov-de Gennes哈密顿量的Berry相涨落引起的非对称散射引起的.结果发现,这些效果可以比传统的清洁样品,表现出定性不同的行为更显着。这些结果为最近在干净的URu $_2$ Si $_2$样品中观察到的能斯特效应提供了系统和全面的理解,该样品被认为是一种手征超导体。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Theory of anomalous Hall effect from screened vortex charge in a phase disordered superconductor
研究通过数值计算发现四层石墨烯反常霍尔金属中涡旋电荷差异由费米面Berry相位决定,结合涡旋动力学解释了相位无序态的霍尔响应,并利用规范不变框架证明直流霍尔电导率匹配交流霍尔电导而非受屏蔽涡旋电荷。
2024-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Discovery of parity-violating Majorana fermions in a chiral superconductor Sr2RuO4
我们发现宇称违反马约拉纳费米子在手性超导体Sr 2 RuO 4。电流-电压曲线显示出异常的行为:感应电压是偏置电流的偶函数。依赖于磁场的结果表明,马约拉纳费米子的激发沿封闭的手征边缘电流的单畴偏置电流。我们还讨论了单畴Sr_2RuO_4的手征性变化与自发磁化强度之间的关系。
2009-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Numerical study of spin quantum Hall transitions in superconductors with broken time-reversal symmetry
本文给出了无序超导体中自旋量子霍尔跃迁的数值研究结果,其中配对序参量破坏了时间反演对称性。我们主要集中在p波超导体中的自旋分量之一是保守的。通过数值对角化格点上的成对哈密顿量,并计算准粒子态的Chern数和Chronless数,研究了系统的输运性质。我们发现,在无序存在的情况下,自旋载流态只存在于热力学极限下的离散临界能量处,并且由外部塞曼场驱动的自旋量子霍尔跃迁具有与通常的非相互作用电子的整数量子霍尔跃迁相同的临界行为.这些临界能量合并和消失的无序强度的增加,以类似的方式在晶格模型的整数量子霍尔跃迁。
2004-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-Hall effect in triplet chiral superconductors and graphene
我们研究了时间反演对称性破缺系统中的自旋霍尔效应,如三重态手征超导体和时间反演对称性保持系统中的自旋霍尔效应,如石墨烯。对于手征三重态超导体,我们表明,边缘状态进行响应于沿${\bf d}$矢量\cite{leggett1}施加的塞曼磁场$B$的量子化自旋霍尔电流,而边缘自旋电流为${\bf B} \perp {\bf d}$屏蔽的冷凝物。我们还导出了${\bf B}$和${\bf d}$任意相对取向的手征三重态超导体的体自旋霍尔电流,并讨论了它与边缘自旋电流的关系。对于TRS不变系统石墨烯,我们证明了体有效作用量与其TRS破缺对应物不同,不支持SU(2)Hopf项,但允许在存在外部电磁场的情况下存在交叉Hopf项,这产生响应于电场的量子化体自旋霍尔电流。我们还提出了一个解析解的边缘问题的扶手椅边缘的石墨烯和对比这些边缘状态的性质与它们的时间反演对称性破缺对应的手征超导体。我们提出了可能的实验来测试我们的结果。
2006-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Asymmetric Andreev Reflection Induced Electrical and Thermal Hall-like Effects in Metal/Anisotropic Superconductor Junctions
通过研究非相对论和相对论两种情况下金属/超导体结的非平衡输运,我们揭示了在无磁场的情况下,各向异性超导体的非对称Andreev反射能够引起电学和热学的类霍尔效应.也就是说,纵向电压或温度偏置可以分别仅通过非对称Andreev反射来感生横向电流或热电流。特别地,横向热电效应,即,的Ettingshausen样效应,被确定,虽然共轭能斯特效应是缺席。文中还讨论了这些类霍尔电流和类霍尔热电流的方向变化。这里揭示的类霍尔效应不需要传统的时间反演对称破缺,而是源于由于超导体的各向异性配对对称性引起的关于界面法线的镜像对称破缺。
2014-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Intrinsic and extrinsic origins of the polar Kerr effect in a chiral p-wave superconductor
最近,在准二维超导体Sr_2RuO_4中测量了极性克尔效应(PKE),这是为了观察px + ipy波配对的手征性。我们澄清,PKE有内在的和外在的(无序引起的)起源。在PKE实验中,外在贡献将占主导地位。
2010-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Flux flow spin Hall effect in type-II superconductors with spin-splitting field
我们预言了第二类超导体中的极大自旋霍尔效应,其机制与以前已知的机制截然不同。我们发现,在磁通流区的自旋输运的自旋极化Abrikosov涡的作用下的洛伦兹力的作用下,在垂直于所施加的电流的方向上。由于大的涡旋速度的自旋霍尔角可以是基于高场超导体或最近开发的超导体/铁磁绝缘体邻近结构的现实系统中的统一的顺序。提出了一种基于运动涡旋晶格周期结构的高频纯自旋电流发生器的实现方法。我们发现了运动涡旋产生的电荷不平衡和自旋积累的模式,这些模式可以用于单个涡旋运动的电学检测。基于注入自旋电流时驱动力作用于涡旋,导致横向电压的产生,提出了逆磁通流自旋霍尔效应的新机制。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum-anomalous-Hall current patterns and interference in thin slabs of chiral topological superconductors
本文研究手性拓扑超导体薄板中的电流图案,通过扫描电压偏置揭示从单模边缘量子化到双模振荡再到体扩散电流的转变,为验证其物理提供新证据。
2023-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal Scaling of Pinning Effect on Hall Anomaly near the Vortex Glass Transition and Doping Dependence Problems of Superconductors
我们发现了钉扎效应对霍尔电阻率$ρ_{xy}$和霍尔角$θ_{H}$的普遍标度关系。考虑到$ρ_{xx}$的推广幂律形式和$σ_{xy}$的微观分析,我们得到了双符号反转和非双符号反转超导体的统一的$ρ_{xy}$方程。这些方程合理地解释了Nagoaka等人发现的掺杂依赖性的惊人普遍性,这与基于s波耦合理论的时间相关的Ginzburg-Landau方程的预测相矛盾[PRL { \bf{80} },3594(1998)]。提出了一个充分的比较实验与理论模型的预测。
2008-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological phase transitions in superconductors with chiral symmetry
研究一维手征对称超导体中通过物理微扰打开能隙并诱发向拓扑非平庸相转变的机制,提出并验证了边缘拓扑超导体的概念。
2025-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Effects of Domain Walls in Quantum Anomalous Hall Insulator/Superconductor Heterostructures
在最近的实验中,在量子反常霍尔(QAH)绝缘体/超导体异质结构输运测量中观察到高度为$\frac{e^2}{2h}$的半量子化纵向电导平台(HQCP)。据预测,这些HQCP是手征马约拉纳边缘态的签名。HQCP应该出现在霍尔电导$σ_{xy}$被量化的区域。然而,实验上,当霍尔电导$σ_{xy}$仅为体中出现耗散通道时量子化值的80%时,出现一对HQCP。体中的耗散通道预计会引起Andreev反射并破坏HQCP。在这项工作中,我们解释了如何域墙可以导致$σ_{xy}$偏离其量化值,并在同一时间保持量化的HQCP。我们的工作支持这样的说法,即实验观察到的HQCP确实是由QAH绝缘体/超导体异质结构中的手性Majorana模式引起的。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Domain wall in a chiral p-wave superconductor: a pathway for electrical current
具有p+ip配对对称性的超导体的特征在于手征边缘态,但是这些手征边缘态在平衡状态下难以检测,因为所产生的磁场被迈斯纳效应屏蔽。边缘激发是不成对的马约拉纳费米子,它不能在费米能级附近传输电荷,这一事实阻碍了非平衡检测。本文证明了p_x+ip_y畴和p_x-ip_y畴之间的边界形成了电荷的单向通道。我们推导出一个产品规则的畴壁电导,它允许取消金属电极和超导体之间的隧道势垒的影响,并提供了一个独特的签名的拓扑超导体中的手征p波对称类。
2009-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hall conductivity as bulk signature of topological transitions in superconductors
拓扑超导体可以经历具有不同拓扑数的相之间的转变,这与拓扑绝缘体的情况一样,与无隙(马约拉纳)边缘状态的存在有关。在$\mathbb{Z}$拓扑绝缘体中,电荷霍尔电导率是量子化的,与在边缘处运行的无带隙状态的数量成比例。然而,在超导体中,电荷不守恒,因此,即使在$\mathbb{Z}$拓扑超导体的情况下,$σ_{xy}$也不量子化。在这里,它示出,而$σ_{xy}$不断演变之间的不同的拓扑相位的$\mathbb{Z}$拓扑超导体,其衍生物显示尖锐的功能信号的拓扑转变。我们详细考虑了具有p波对称性的三重态超导体在存在Rashba自旋轨道耦合和外加塞曼自旋分裂的情况下的情况。推广的情况下,配对矢量是不对齐的SO耦合。我们还推广到正常系统已经拓扑非平凡的情况。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
DC-current induced domain wall in a chiral $p$-wave superconductor
本文从理论上研究了外加直流电流对介观手征$p$波超导体的影响。执行准经典计算的二维系统上,与外部磁通量产生的直流电流,我们表明,电流可以触发一个过渡到一个状态与不同的手征区域之间的畴壁。该系统显示出滞后行为,因为对于给定的电流,不同的畴壁配置是可能的。这种畴壁产生机制可以为最近的实验提供新的见解,观察Sr ${}_2$ RuO ${}_4$结中的异常电流变化。
2018-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Circular-polarization-selective perfect reflection from chiral superconductors
本研究提出基于手性超导体的圆偏振选择性完美反射机制,通过增强光学霍尔电导实现无需外部磁组件的太赫兹手性腔反射镜,并给出两条实现路径及菱方石墨烯应用前景。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inverse spin-Hall effect and spin-swapping in spin-split superconductors
本文研究了自旋劈裂超导体中由自旋轨道散射产生的逆自旋霍尔与自旋交换效应,发现该体系能产生比普通信号强数个数量级且可由劈裂场取向控制的长程信号,大幅提升了自旋探测灵敏度并可用于设计新型自旋器件。
2024-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum Thermal Hall Effect in a Time-Reversal-Symmetry-Broken Topological Superconductor in Two Dimensions : Approach From Bulk Calculations
讨论了时间反演对称性破缺的二维拓扑超导体的热输运问题,这些超导体由Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量描述。仅从体量的计算,不涉及马约拉纳边缘状态,我们表明,在低温极限下的二维TSC的热霍尔电导率是量化的$1/2\frac{πT}{6}$的倍数,这正好是在整数量子霍尔效应的情况下的量子化值的一半,而这种精确的半量子化是由Nambu旋量的结构和粒子-空穴对称性引起的,这是BdG哈密顿量通常具有的。在无自旋手征p波超导体的情况下,这一结果与基于中心荷$c=1/2$的伊辛共形场论的论点完全一致,这是马约拉纳边缘态的有效低能理论。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex-enabled Andreev processes in quantum Hall-superconductor hybrids
量子霍尔超导异质结构为内在容错量子计算提供了可能的平台。最近的几个实验,成功地整合了这些阶段的动机,我们调查运输通过一个近似的整数量子霍尔边缘-特别注意超导体中的涡旋的影响。通过检查下游的电导,我们确定制度,其中子间隙涡水平介导Andreev过程,否则将冻结在一个无涡的设置。此外,我们表明,在有限的温度下,在大量的涡流的限制,下游电导可以平均为零,表明超导体有效地表现得像一个正常的接触。我们的研究结果强调了在使用输运测量研究量子霍尔超导体混合体中的超导关联时考虑涡旋的重要性。
2022-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Anomalous Hall effect in single-band chiral superconductors from impurity superlattices
与反常量子霍尔绝缘体不同,在单圈近似下,干净的单带手征超导体不表现出本征霍尔效应。有限的交流霍尔电导被发现出现超过一个循环,如与外部随机杂质散射相关的顶点校正。在本文中,我们研究的影响,嵌入在单带手征超导体中的超晶格模式,而不是在随机分布的杂质。杂质诱导的Bogoliubov准粒子束缚态杂化形成亚带隙,构成了一个新的低能有效理论,它可以很容易地研究霍尔效应。我们证明了霍尔效应的发生依赖于超晶格的几何形状和手性配对的宇称。特别是,由于混合粒子-空穴的亚隙态的字符,霍尔电导可能会出现在我们的有效模型中的电流-电流相关器的单回路水平。我们的理论为研究手征超导体中杂质诱导的反常霍尔效应提供了新的视角。
2020-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Bulk-edge correspondence at the spin-to-integer quantum Hall effect crossover in topological superconductors
该研究探讨二维拓扑超导体中,通过增强塞曼磁场实现自旋到整数量子霍尔效应转变时,体边对应及无质量边缘和瞬子激发的行为。
2025-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin Hall effect generated by fluctuating vortices in type-II superconductors
我们从理论上研究了涡旋自旋霍尔效应,即,一种新的自旋霍尔效应驱动的超导涡旋的运动,通过关注超导涨落的作用。在结合Kubo公式的BCS-Gor 'kov微观方法中,我们发现涡旋自旋霍尔效应和涡旋能斯特/艾廷斯豪森效应之间有很强的相似性.由于逆涡旋自旋霍尔效应,计算的电压信号的温度依赖性表现出强烈的增强涡旋波动。这一结果不仅为NbN/YPDMATHABMMFePDMATHABMNOPDMATHABMO系统中自旋Seebeck效应中的一个显著峰提供了可能的解释,而且也为利用其它具有强涨落的超导体,如铜氧化物或铁基超导体进行新的实验提供了可能.
2021-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Hall viscosity and conductivity of two-dimensional chiral superconductors
我们计算了非相对论二维手征超导体的霍尔粘度和电导率,其中费米子由于短程吸引势而配对,例如$p+\mathrm{i}p$配对,并通过长程排斥库仑力相互作用。对于对数库仑势,霍尔粘度张量包含的贡献是奇异的低动量,编码的外部剪切应变引起的压力修正。由于这一贡献,霍尔粘度不能提取霍尔电导率,尽管伽利略对称性。对于混合维手征超导体,库仑势随距离的倒数衰减,我们发现了一种介于本征二维超导体和超流体之间的中间行为。这些结果是用有效场和微观场论得到的。
2020-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Disorder-induced topological superconductivity in a spherical quantum-Hall--superconductor hybrid
该研究构建了球形量子霍尔-超导体杂化体系的理论框架,初步探究发现无序与邻近诱导配对可在Rashba耦合量子霍尔体系中催生拓扑超导相,实空间纠缠谱的无能隙模式验证了该拓扑特性,为拓扑序研究提供新几何平台。
2024-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral charge transfer along magnetic field lines in a Weyl superconductor
我们发现了外尔超导体中沿磁涡旋的电导中的手征特征:电导取决于磁场是否平行于或反平行于布里渊区中的矢量,布里渊区将手征相反的外尔点分开。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall
Topological order, symmetry, and Hall response of two-dimensional spin-singlet superconductors
完全带隙的二维超导体耦合到动态电磁已知表现出拓扑秩序。在这项工作中,我们开发了一个统一的低能量描述自旋单重配对状态的$s$波,$d+id$,和手征更高的偶数波超导体的拓扑Chern-Simons场论。这些理论捕捉到了博戈留波夫准粒子和涡旋的量子统计和融合规则,并结合了所有单线态超导体中存在的全局连续对称性--特别是自旋旋转和磁通量守恒。对于所有这样的系统,我们计算这些对称性的霍尔响应,并调查在边缘的物理。特别地,手性$d+id$手性状态的弱耦合相具有自旋霍尔系数$ν_s=2$和对于磁通量对称性的消失的霍尔响应。我们认为,后者是一个通用的二维超导体与带隙光子的结果,从而证明了自发磁场的手征超导体的基态的情况下。本文还表明,Chern-Simons理论的手征自旋单态超导体属于Kitaev的16倍分类的拓扑超导体。
2017-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fluctuation contribution to Spin Hall Effect in Superconductors
理论上研究了超导涨落对二维和三维电子气中非本征自旋霍尔效应以及具有Rashba型自旋轨道相互作用的二维电子气中本征自旋霍尔效应的贡献。在二维系统中,Aslamazov-Larkin项、态密度项和Maki-Thompson项在$ε=(T- T_{\mathrm{c}})/T_{\mathrm{c}} \rightarrow +0$极限下都具有对数发散$\lnε$,但在二维系统中,除了在非本征自旋霍尔效应中的Maki-Thompson项与$(ε-γ_φ)^{-1}\lnε$成正比,并有一个截止点$γ_φ$.我们发现,涨落对非本征自旋霍尔效应的影响与正常态下的相反,而对本征自旋霍尔效应的影响与正常态下的相同.
2022-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Disordered Quantum Transport in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
本文基于有效边模型方法,数值研究了量子反常霍尔绝缘体-超导体结中的无序量子输运。特别是,我们专注于与自由平均路径的参数制度,由于弹性散射远小于样品尺寸,并讨论了无序的输运行为中存在的不同数量的手性边缘模式,以及非手性金属模式。我们的数值计算结果表明,多个手征边缘模或非手征金属模的存在将导致强烈的Andreev转换,引起半电子半空穴传输通过结结构,与单手征边缘模情况下Andreev转换的抑制形成鲜明对比.我们的研究结果表明,在量子反常霍尔绝缘体-超导体结的额外的输运模式的重要性,并将指导未来的运输测量。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Unconventional Hall Effect in Gapless Superconductors: Transverse Supercurrent Converted from Normal Current
本文研究被超导体近邻化的无隙超导态,提出由准粒子Berry曲率驱动的超导霍尔效应(ScHE),将纵向正常电流转换为无耗散横向超导电流,并可通过角度依赖霍尔测量验证。
2025-05-29 cond-mat.mes-hall
Models for $d$ Wave Topological Superconductors and Quantum Anomalous Hall Effect with Arbitrary Large Chern Numbers
本文建立了二维手征$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$拓扑超导体和三维$d$波拓扑超导体的理论模型。此外,我们建立模型的任何二维C类和三维CI类拓扑超导体(任何偶拓扑不变量)。我们还构造了可以实现任意大陈数量子反常霍尔效应的具体模型。我们详细研究了我们的二维或三维模型的手征边缘模或无带隙表面态。在所有的情况下,我们发现新的机制,使边界状态的数量总是同意非平凡的散装拓扑结构,正如所要求的散装边界对应。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Inter-Landau-level Andreev Reflection at the Dirac Point in a Graphene Quantum Hall State Coupled to a NbSe2 Superconductor
超导性和量子霍尔效应是在明显不相容的物理条件下发生的物质的不同状态。最近的理论发展表明,量子霍尔效应与超导体的耦合可以为实现奇异的拓扑激发,如非阿贝尔马约拉纳费米子或斐波那契粒子提供肥沃的土壤。作为实现这一目标的一步,我们报告了在单层石墨烯和准二维二硒化铌(NbSe2)超导体中量子霍尔边缘态的结处观察到的Andreev反射。我们的主要发现是一个反常的有限温度电导峰正好位于狄拉克点的观察,提供了一个明确的证据间朗道水平Andreev反射在量子霍尔系统。我们的观察得到了详细的数值模拟的支持,这为边缘态在Andreev物理中的作用提供了额外的见解。这一研究为研究分数量子霍尔系统中的类Andreev反射提供了理论基础。
2018-08-31 cond-mat.mes-hall
Edge optical effect as a probe of chiral topological superconductors
该研究提出利用手性 Bogoliubov 边缘模的能隙内光学共振峰识别 BdG Chern 数,从而区分二维拓扑超导相并探测边缘态。
2024-12-17 cond-mat.mes-hall
Mesoscopic Hall effect driven by chiral spin order
预测了介观系统中由于自旋手征性而产生的霍尔效应。我们考虑了一个四端霍尔系统,该系统具有涡旋畴壁的几何形状,在涡旋中心附近出现强的自旋手征。假设传导电子的费米能与绝热近似不再有效的交换耦合能相当。我们的结果表明,霍尔效应的电压降和自旋电流出现在横向。指出了这种霍尔效应与自旋轨道相互作用系统中常规自旋霍尔效应的相似性。
2006-07-06 cond-mat.mes-hall
Cooper pair tunneling in junctions of singlet quantum Hall states and superconductors
我们提出了一个霍尔条和超导铅的隧道结,观察到单重分数量子霍尔边缘态的库珀对隧穿。这些隧道结提供了一种自然的手段,提取的自旋极化和状态的填充因子的精确信息。其中一个装置的低能量区由一个新的量子纠缠不动点控制。
2004-12-23 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect by chiral spin textures in two-dimensional Luttinger model
本文研究二维Luttinger模型中自旋-轨道相互作用对手性相关反常霍尔效应的影响,发现其被显著抑制且Rashba型贡献消失,同时出现可区分Bloch与Néel斯格明子螺旋性的新项。
2023-10-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall plateau transitions in disordered superconductors
本文研究了二维非相互作用准粒子的离域跃迁,它属于一个新的对称类。这种对称性可以在一个肮脏的、无隙的超导体中实现,其中轨道运动的时间反演对称性被破坏,但自旋旋转对称性是完整的。我们发现一个直接过渡的两个绝缘相量子霍尔电导为零和两个保守的准粒子。准粒子的能量在临界点处作为一个相关的破缺场,将直接跃迁分裂为两个常规的平台跃迁。
1998-12-09 cond-mat.mes-hall
Spin transport in a graphene normal-superconductor junction in the quantum Hall regime
石墨烯的量子霍尔机制具有许多不寻常的特性。特别地,塞曼场的存在打开了零朗道能级内的能量区域,其中自旋向上和自旋向下的状态定位在单个边缘以相反的方向传播。我们表明,当这些边缘态耦合到一个s波超导体,载流子的运输是自旋过滤。这种自旋滤波效应可以追溯到塞曼场存在下镜面Andreev反射和Andreev逆反射的相互作用。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Criticality, Superconductor-Insulator Transition and Quantum Percolation
提出了一个由超导和量子链组成的混合模型来描述整数量子霍尔跃迁。量子链路对应于被捕获在相邻势谷中的轨道之间的电子的隧穿,而超导链路对应于一旦费米能量穿过分离两个谷的鞍点能量,这些轨道的合并。该模型中的量子霍尔跃迁对应于超导链路的渗流。采用两种不同的方法进行数值计算和标度分析,得到临界指数$ν\approx 2.4$和临界点处的双峰电导分布。讨论了量子相干性的作用,并对量子霍尔跃迁的不同普适性类的实验观测结果提出了解释。该模型表明,从绝缘侧的超导体-绝缘体转变的临界行为是在同一普适类的量子霍尔转变。
2004-06-01 cond-mat.mes-hall
Disorder effect on chiral edge modes and anomalous Hall conductance in Weyl semimetals
典型的外尔半金属主机手性表面状态,因此显示出异常的霍尔响应。虽然Weyl半金属相被认为是强大的,对弱无序,无序的手征状态的影响还没有完全澄清。我们研究的行为,这种手性状态的存在下的障碍及其后果的异常霍尔响应,专注于薄板的外尔半金属手性表面状态沿其边缘。结果表明,弱无序不破坏手征边缘状态,但严重影响他们由于重整化的质量参数:手征边缘状态的数量的变化取决于无序的强度。当费米能级位于有限间隙内的外尔节点附近时,霍尔电导是量子化的。这种量子化的霍尔电导崩溃,一旦无序的强度超过一个临界值,这表明它作为一个探针,以区分外尔半金属相从扩散异常霍尔金属相。
2016-11-22 cond-mat.mes-hall
When chiral photons meet chiral fermions - Photoinduced anomalous Hall effects in Weyl semimetals
外尔半金属的特征在于三维线性带接触点,称为外尔节点。这些节点成对出现,具有相反的手性。我们表明,这些手征电子的圆偏振光的耦合产生的霍尔电导率没有任何施加的磁场中的平面正交于光的传播。这一现象的出现是因为当所有三个泡利矩阵都被耗尽以形成三维线性色散时,外尔节点不能被间隙化。相反,手征光子的净影响是移动外尔节点的位置。有趣的是,动量位移与节点的手征性紧密相关,从而产生净异常霍尔信号。应用我们的建议,最近发现的TaAs家族的Weyl半金属导致的光致霍尔电导率的数量级估计是在实验范围内。
2015-12-19 cond-mat.mes-hall
Topological superconductivity in Quantum Hall-superconductor hybrid systems
我们开发了一种方案,基于与超导体(SC)耦合的整数量子霍尔(QH)系统邻近度来设计具有马约拉纳边缘态的拓扑相。由于SC序参量中的涡旋,SC - QH混杂系统可以用具有十个不成对动量的Bloch问题来描述,对应于SC序参量的极大点和鞍点。对于遵守涡格对称性的外部势,具有不成对动量的态具有简并性,使得系统总是处于平凡相。然而,一个无公度势可以解除简并并驱动系统进入拓扑非平凡相。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall
Chiral thermoelectrics with quantum Hall edge states
研究了三端量子霍尔导体的热电性质。我们确定的热电响应的贡献,依赖于载体运动的手性,而不是空间不对称性。当塞贝克系数或珀尔帖系数为零而另一个保持有限时,昂萨格矩阵变得最大不对称。反转磁场方向交换了这些效应,这些效应源于量子霍尔边缘态的手征性质。讨论了在量子自旋霍尔样品中产生自旋极化电流的可能性。
2015-04-10 cond-mat.mes-hall
Electric field-induced nonreciprocal spin current due to chiral phonons in chiral-structure superconductors
针对手性结构超导体中交变电流下的自旋现象无法用传统Edelstein效应解释的问题,本研究提出电场诱导手性声子产生自旋流的新机制,揭示了其电场二次方依赖、非互易输运及非单调温度依赖等特性。
2024-03-12 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
Distribution of Conductances in Chiral Topological Superconductor Junctions
研究了具有$N$手性Majorana费米子模的手性拓扑超导体和具有整数Chern数$C$的量子霍尔绝缘体构成的异质结的电子输运性质.在弱无序区,我们发现QHI-TSC-QHI结的两端电导$σ_{12}$一般是非量子化的,但服从由$C$和$N$确定的一定分布,这是由TSC边缘上手征Majorana费米子模基的随机SO($N$)旋转引起的。相反,在强无序区,$σ_{12}$倾向于量子化。最后,我们简要讨论了分数量子化的结的热导。
2018-07-11 cond-mat.mes-hall
Geometrical effects on the downstream conductance in quantum-Hall--superconductor hybrid systems
我们考虑与超导体(SC)接触的量子霍尔(QH)区,即,QH-SC交叉口。由于连续的Andreev反射,QH-SC界面具有杂化的电子和空穴边缘态,称为手性Andreev边缘态(CAES)。我们从理论上研究了这些CAES的输运性质,通过使用微观,紧束缚模型。我们发现,输运性质强烈依赖于接触几何形状和填充因子的值。我们注意到,当使用有效的一维模型时,为了再现这些特性,有必要在结的拐角处添加局部势垒。
2023-03-22 cond-mat.mes-hall
Ambi-chiral anomalous Hall effect in magnetically doped topological insulators
磁掺杂拓扑绝缘体中与时间反转对称性破缺相关的手征性对量子输运现象具有重要意义。本文报道了Mn和Cr掺杂的$_2$拓扑绝缘体在不同厚度和掺杂量下的反常霍尔效应研究。通过对霍尔环的手征性进行追踪,发现Mn型顺时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强,而Cr型逆时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强。我们提供了一个唯象模型来解释磁掺杂拓扑绝缘体中磁有序和反常霍尔效应手征的演化。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall effect induced by chiral Landau levels in topological semimetal films
受近期输运实验的启发,我们从理论上研究了拓扑半金属薄膜中的量子霍尔效应。由于限制效应,源于手性朗道能级的体子带建立了具有量子化霍尔电导的能隙,并且可以在相对厚的膜中观察到。我们发现,量子霍尔态是强烈的各向异性的不同的限制方向,不仅由于表面态的存在,但也因为体手征朗道能级。因此,我们从外尔半金属的表面费米弧和手征模重新研究了量子霍尔效应,并给出了一个更一般的观点。此外,我们还发现当拓扑Dirac半金属被限制在其旋转对称轴上时,它同时具有量子Hall态和量子自旋Hall态,其中螺旋边态受到自旋- $z$分量守恒的保护.
2021-05-13 cond-mat.mes-hall