Disordered topological metals
当存在无序时，拓扑行为可以被掩盖。拓扑绝缘体，无论是本征的还是相互作用诱导的，当充分无序时可以变成无带隙的。然而，一旦拓扑间隙关闭，出现的金属相保留了几个拓扑特征。通过考虑拓扑绝缘体的自洽无序平均格林函数，导出了无间隙的条件。我们发现，边缘状态生存在无隙相边缘共振，类似于掺杂的拓扑绝缘体，无序拓扑金属也有一个有限的，但非量子化的拓扑指数。然后我们考虑无序Mott拓扑绝缘体。我们表明，在平均场论，无序莫特拓扑绝缘体承认一个阶段，其中的破缺序参量保持非零，但间隙是封闭的，在完全类似于“无间隙超导”由于磁无序。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
Dynamical density response and optical conductivity in topological metals
拓扑金属作为新型的无隙态物质继续吸引人们的注意。虽然到目前为止存在一个详尽的分类可能的拓扑非平凡的金属状态，其可观察的性质，从电子结构拓扑，是不太好理解。在这里，我们提出了一个三维拓扑金属与Weyl或狄拉克节点的频谱，系统化和扩展早期的开创性研究的电磁响应的研究。特别是，我们认为，吸烟枪功能的手性异常拓扑金属是存在的传播手征密度模式，即使在制度的弱磁场。我们还表明，这种金属的光学电导率表现出一个额外的峰，它存在于顶部的标准金属德鲁德峰。该峰的光谱权重从高频转移，其宽度与手性电荷弛豫速率成比例。
2018-10-22 cond-mat.mes-hall
Scattering of Electrons between Edge and Two-Dimensional States of a Two-Dimensional Topological Insulator and the Conductivity of the Topological Insulator Strip in a Metallic State
在二维能带的背景下，测定了二维拓扑绝缘体边缘态电子的寿命。它已被证明，在库仑杂质散射的情况下，这个时间可以显着大于二维电子的平均自由时间。结果，金属二维拓扑绝缘体带的导电性可以主要由边缘状态确定。
2019-04-30 cond-mat.mes-hall
Topological metallic states in spin-orbit coupled bilayer systems
研究了双层Kane-Mele模型中不同自旋轨道耦合对拓扑相变的影响。我们发现内禀自旋轨道耦合和Rashba自旋轨道耦合之间的竞争可以导致具有非平凡拓扑的二维拓扑金属态。这样的阶段，虽然有金属体，仍然拥有边缘状态与明确定义的拓扑不变量。具体来说，我们发现，与保留的时间反演对称性，系统可以表现出一个$\mathbb{Z}_2$ -金属相的自旋螺旋边缘状态和一个非平凡的$\mathbb{Z}_2$不变。当时间反演对称性被破坏时，可以出现具有手征边缘态和非平凡的陈氏不变量的陈氏金属相。
2014-02-26 cond-mat.mes-hall
Triple Point Topological Metals
拓扑保护的费米准粒子出现在金属中，其中能带简并发生在费米能级，由能带结构拓扑决定。虽然在某些金属中，这些准粒子是相对论性量子场论中基本费米子粒子的直接类似物，但其他金属可以具有产生准粒子的对称性，这与高能物理学中已知的准粒子有根本的不同。在这里，我们报告了一种新型的拓扑准粒子-三相点费米子-实现在金属与对称晶体结构，主机交叉的三个带附近的费米能级保护的点群对称性。我们发现两种拓扑不同类型的三相点费米子，都不同于任何其他拓扑准粒子报告日期。我们提供了现有的材料，主机的三相点费米子的两种类型的例子，并讨论了各种物理现象与这些准粒子，如拓扑表面费米弧的发生，运输异常和拓扑Lifshitz转换。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall
Theory of topological excitations and metal-insulator transition in reentrant integer quantum Hall effect
可重入整数量子霍尔效应（RIQHE）是由于电子晶体的形成。我们分析和数值计算表明，在这些晶体中的电荷密度分布在附近的带电缺陷的拓扑纹理强烈地减少载流激发所需的能量。该理论定量地解释了RIQHE态中实验观察到的绝缘体-金属尖锐跃迁。RIQHE中的绝缘体到金属的转变表现为拓扑带电缺陷的热力学非束缚转变。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Understanding topological phase transition in transition metal dichalcogenides
尽管对层状过渡金属二硫属化物（TMD），如M =（Mo，W）和X =（S，Se，Te）的MX2有相当大的兴趣，但它们的拓扑性质的物理起源仍然知之甚少。在拓扑相变（TPT）的传统观点中，TMD中电子能带的非平凡拓扑是由金属d和硫族p轨道带之间的带反转引起的，其中前者被拉到后者之下。在这里，我们表明，在TMD，TPT是完全不同的传统的猜测。特别地，MS2和MSe2表现出与TPT相反的行为，使得硫族元素p轨道带向下移动到金属d轨道带之下。更有趣的是，在MTe 2中，带反转发生在金属d轨道带之间。我们的研究结果对TPT的普遍观点提出了质疑，并为理解新拓扑材料的拓扑性质提供了明确的指导方针。
2015-11-29 cond-mat.mes-hall
Band bending at interfaces between topological insulator Bi2Se3 and transition metals
用XPS、SIMS、UPS和接触I-V测量研究了溅射沉积的拓扑绝缘体Bi_2Se_3与几种过渡金属的界面。当用薄至1 nm的过渡金属层涂覆Bi 2Se 3时，即使没有覆盖，也可以实现化学清洁的界面。最有趣的是，UPS光谱表明耗尽或反转在原来的n型拓扑绝缘体界面附近。如果希望利用体隙中表面态的自旋锁定用于潜在的自旋电子学应用，则拓扑绝缘体中的强能带弯曲需要仔细的材料工程或电偏置
2015-11-11 cond-mat.mes-hall
Chiral topological excitons in the monolayer transition metal dichalcogenides
本文从理论上研究了单层过渡金属双硫族化合物中出现的手征拓扑激子，其中谷激子的体能隙被位置相关的外磁场打开。我们发现了两个新出现的手性拓扑非平凡激子态，它们与体拓扑性质密切相关，即，陈数=2。数值计算揭示了手征拓扑激子谱随磁场畴壁宽度和磁场强度的变化规律。手性拓扑谷激子不仅对激子输运具有重要的作用，因为它可以阻止背散射，而且在光电子应用中可以实现量子相干控制。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall
Thermal metal-insulator transition in a helical topological superconductor
具有时间反演对称性的二维超导体具有Z_2拓扑不变量，它可以区分有无螺旋Majorana边态的相。我们研究了DIII类网络模型中的拓扑相变，并表明它与螺旋超导体热导的金属-绝缘体转变有关。局域化长度发散的临界指数约为2.0，约两倍的手征超导体中的已知值的过渡。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
SPT 2-Channel Kondo Model in the Structure of Normal Metal/Quantum Dot/DIII-class Topological Superconductor
研究了在普通金属和两端支持Majorana二重态的\emph{DIII}类拓扑超导体之间嵌入一个量子点的结构中的近藤效应。我们观察到，近藤关联同时发生在点中的局域态和两个连续态之间，即，金属中的连续态和金属与拓扑超导体之间的连续Andreev反射态。结果，近藤模型哈密顿量在拓扑上受到$SU(2)_s\rtimes Z_2^T$对称性的保护。此外，随着量子点与Majorana二重态耦合的增强，近藤温度有机会依次呈现三种形式。这一现象正好反映了Majorana双峰在调节近藤效应中的特殊作用。
2015-11-02 cond-mat.mes-hall
Metal--topological-insulator transition in the quantum kicked rotator with Z2 symmetry
量子被踢旋转体是一个具有金属-绝缘体跃迁的周期性驱动动力学系统。我们扩展的模型，使其包括金属和拓扑绝缘体之间的相变，在量子自旋霍尔效应的普适性类。我们计算的Z2拓扑不变的散射配方，仍然有效的存在下的障碍。在相变的标度律，可以有效地研究通过用第二个无公度的驱动频率取代的两个空间维度之一。我们发现临界指数不依赖于拓扑不变量，与早期的量子自旋霍尔效应网络模型的独立结果一致。
2012-04-25 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced metal-insulator transitions in three-dimensional topological insulators and superconductors
我们讨论了三维空间中无序对时反不变拓扑绝缘体和超导体的影响。对于辛（AII）对称类的三维拓扑绝缘体，利用转移矩阵方法计算了在无序和质量项存在下的相图，该质量项驱动平凡相和拓扑绝缘体相之间的转变.数值是由场论分析补充（大-$N_f$展开，其中$N_f$是谷或狄拉克锥的数量），从中我们得到的相关长度指数，和几个异常尺寸在一个非平凡的临界点分离金属相和狄拉克半金属。一个类似的场论的方法是在对称类AIII，CI和DIII的无序驱动的转变。对于这三个对称类，拓扑超导体的特点是整数拓扑不变的，一个互补的描述给出的非线性西格玛模型补充的拓扑项，这是一个三维模拟的Pruisken项的整数量子霍尔效应。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Self-organized pseudo-graphene on grain boundaries in topological band insulators
半金属的特点是节点能带结构，产生奇异的电子特性。狄拉克半金属的稳定性，如二维（2D）的石墨烯，需要晶格对称性的存在，而类似于拓扑带绝缘体的表面状态，三维（3D）的Weyl半金属受到带拓扑的保护。在这里，我们表明，在大部分的拓扑带绝缘体，自组织拓扑保护的半金属可以出现沿晶界，一个无处不在的扩展晶格缺陷在任何晶体材料。除了实验上可获得的电子输运测量之外，这些状态在2D中表现出影响边缘自旋输运的谷异常，而在3D中，它们表现为可以表现出奇数量子霍尔效应的类石墨烯状态。这些新的半金属的一般机制-自旋模式绑定到晶界的杂交-表明拓扑半金属可以出现在任何拓扑材料中，其中晶格位错绑定局部拓扑模式。
2016-03-17 cond-mat.mes-hall
Two-Dimensional Higher-Order Topological Metals
本研究探究含交错内禀自旋轨道耦合与面内塞曼场的石墨烯，揭示其拓扑金属相及高阶拓扑金属角态的形成机制，并用输运系数与模型分析验证相关结论。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Patterns of Electro-magnetic Response in Topological Semi-metals
拓扑半金属是一种具有独特电磁响应和表面态的无隙态物质。本文研究了在不同空间维度上具有点状费米面的半金属材料$D=1,2,3$，这些费米面自然地出现在弱拓扑绝缘体和平凡绝缘相之间的相变中.这些半金属包括狄拉克型和外尔型。我们通过在低一维中分层强拓扑绝缘体相来构造这些相。这种观点有助于我们理解他们的有效响应场论，该理论通常以1-形式的$b$为特征，它代表了洛伦兹破坏的来源，并且可以从动量空间中节点的位置和节点的螺旋度/手征度中读出。我们得到了有效的响应行动的二维和三维狄拉克半金属，并广泛讨论了Weyl半金属的响应。我们还展示了我们的工作如何可以用来描述半金属费米表面具有较低的余维，以及描述3D拓扑晶体绝缘体的拓扑响应。
2014-05-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Three-dimensional Topological Insulator/Thin-film Ferromagnetic Metal Bilayer Structure
我们从理论上证明了三维拓扑绝缘体（TI）/薄膜铁磁金属（FMM）双层结构是一种具有宽禁带的量子反常霍尔（QAH）绝缘体.通过对本征态的能带结构和权重分布的研究，我们证明了在3DTI上附加金属薄膜可以使原Dirac点附近的能带杂化，从而使拓扑非平凡态转移到金属层中.通过在薄膜层中引入磁交换相互作用，我们计算了双层结构的反常霍尔电导率和磁各向异性，表明比通常的材料，如3DTI和3DTI/铁磁绝缘体异质结构的磁掺杂薄膜，更宽的间隙实现QAH效应的出现。结果表明，3DTI/薄膜FMM双层结构即使在室温下也能实现QAH效应，这将为其他奇异拓扑量子现象的实验实现铺平道路.
2021-04-09 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of topological metal states and hybridization of edge states with bulk states in dimerized two-leg ladders
我们考虑非对称和对称的二聚双腿梯，每个晶胞由四个不同的晶格点组成，由圆偏振光照射。在不对称二聚梯子的情况下，梯级不垂直于梯子的腿，而梯级垂直于对称梯子的腿。利用Floquet理论，我们得到了一个有效的哈密顿量来研究系统的拓扑性质.根据二聚化强度和驱动幅度，它表明，拓扑保护的边缘状态不仅表现为导带和价带之间的间隙内的零能带，但也作为有限能量的弯曲带内的子带的间隙。后者可以渗透到体态，并与体态杂化，在不对称梯形的情况下，显示出具有离域边缘态的杂化Floquet拓扑金属相。然而，在对称阶梯，有限能量的边缘状态，而保持本地化可以共存的扩展体状态表现Floquet拓扑金属相。
2020-09-04 cond-mat.mes-hall
Transition from metal to higher-order topological insulator driven by random flux
随机通量通常被认为是不能驱动完全的金属-绝缘体转变在非相互作用系统。在这里，我们表明，随机磁通毕竟可以诱导一个完整的金属带绝缘体过渡的二维Su-Schrieffer-Heeger模型。值得注意的是，我们发现，由此产生的绝缘体可以是一个外在的高阶拓扑绝缘体的零能量角模在适当的制度，而不是传统的安德森绝缘体。采用能级统计和有限尺寸标度分析，我们描述了金属带绝缘体的转变和数值提取其临界指数为$ν=2.48\pm0.08$。为了揭示这种转变的物理机制，我们提出了一个有效的能带结构图片的基础上的随机通量平均格林函数。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall
Step-Edge Anomaly in Topological Metals
Freie Universität Berlin（柏林自由大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究拓扑金属表面台阶边的异常态，揭示其导电性由体相决定，非整数导电系数与拓扑性质相关。
2026-10-05 cond-mat.mes-hall
Non-Hermitian boundary and interface states in nonreciprocal higher-order topological metals and electrical circuits
在一维非互易链中，非厄米皮边态只出现在一个边，所有的态都局限在边，而与本征值无关。体拓扑数是与复能谱相关联的缠绕数，这对于金属是很好定义的。我们研究非厄米非互易系统在更高的维度，并建议实现它们与使用电子二极管电路。我们首先研究了两个具有不同拓扑数的区域之间的一维界面态，其中所有的态都位于界面处。它们是皮边态的推广。然后我们把它们推广到更高的维度。我们发现，在三维系统中存在着丰富的边界态和界面态，包括面态、线态和点态。它们出现在携带不同拓扑数的几个域的边界处。所得到的体系是一阶、二阶和三阶拓扑金属。这种状态可以通过测量二极管电路中的两点阻抗来观察。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall
Giant Planar Hall Effect in Topological Metals
近年来，凝聚态物理中手征反常现象的实验观测引起了人们极大的兴趣。这表现为强的负纵向磁阻，并且迄今为止在Na $_3$ Bi、ZrTe $_5$和GdPtBi中清楚地观察到。在这项工作中，我们指出，手征异常必须导致拓扑金属中的另一种效应，这是迄今为止被忽视的：巨平面霍尔效应（GPHE），这是一个大的横向电压时，在平面磁场是不与电流对齐的外观。此外，我们证明了GPHE是密切相关的角度窄化的负纵向磁阻信号，实验观察到的。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall
Extrinsic higher-order topological corner states in AB-stacked transition-metal dichalcogenides
该研究理论预测AB堆叠双层过渡金属硫族化合物的层间耦合会诱导产生外在二阶拓扑相，揭示了源于不同锯齿型边缘端的两类边界阻碍角态，并分析了其拓扑本质及简并性。
2023-08-11 cond-mat.mes-hall
Antihelical Edge States in Two-dimensional Photonic Topological Metals
拓扑边态是拓扑光子学的核心。在这里，我们介绍了时间反演对称拓扑金属的反螺旋边缘状态，并提出了一个光子实现的各向异性耦合环形谐振器的正方形晶格中，顺时针和逆时针模式发挥的作用的赝自旋。反螺旋边缘态沿着正方形晶格的对角方向稳健地传播：相同（相反）的赝自旋在平行的晶格边界上以相同（相反）的方向共同传播;不同的赝自旋在对角处分离和会聚。在金属-绝缘体相变下，拓扑金属相中的反螺旋边态转变为拓扑绝缘相中的螺旋边态。反螺旋边缘状态提供了一种独特的拓扑保护的鲁棒的光传输适用于拓扑纯化的方式。我们的发现为拓扑光子学和超材料创造了新的机会。
2023-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Invariants of Metals and Related Physical Effects
三维金属通过闭费米面的倒易空间总磁通量是一个拓扑不变量。对于外尔金属，不变量对于它的每个费米表面都是非零的。我们发现，这样的不变量可以与磁谷输运效应，其中外部磁场可以感应谷电流。我们进一步证明了应变场可以驱动电流，并且这种效应是由第二类陈省身不变量决定的。这些连接打开了观察金属系统中隐藏的拓扑不变量的途径。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Criticality of the metal-topological insulator transition driven by disorder
通过对局域化长度的标度分析，推导出了无序引起的金属-拓扑绝缘体（TI）跃迁的临界指数。所得到的指数nu~2.7与辛类系统中金属-普通绝缘体跃迁的数值没有明显的偏差。我们研究了载流子掺杂后的拓扑相图，揭示了所谓的拓扑安德森绝缘体（TAI）区域的性质。金属-TAI转变的临界指数也是第一次估计，示出从上述值的数值误差内无法区分。通过对称性的考虑，我们确定了C4 v点群对称系统中Rashba自旋轨道耦合的显式形式。
2013-04-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topology of Triple-Point Metals
我们讨论并说明了拓扑费米子和玻色子的外观在三相点金属，其中三个电子带的带交叉发生接近费米能级。拓扑玻色子出现在某些三相点金属的声子谱中，取决于形成二元三相点金属的原子质量。我们首先提供了一个分类可能的三相点电子拓扑相位可能在晶体化合物和讨论的后果，这些拓扑相位，看到费米弧，拓扑Lifshitz转换和运输异常。然后，我们展示了如何声子模式的拓扑相位可以提取和证明相关的化合物。最后，我们展示了如何在三相点金属中的电子和声子拓扑的相互作用，将这些\textit{metallic}材料放入迄今为止已知的最有效的\textit{metallic}热电材料的列表中。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological van Hove singularities at phase transitions in Weyl metals
我们表明，在三维（3D）拓扑金属，一个子集的状态密度的范霍夫奇点正好位于拓扑和平凡的无隙相之间的过渡。我们可以称之为拓扑范霍夫奇点。通过研究两个极小模型，我们表明，它们起源于能量鞍点之间的Weyl点具有相反的手征，我们说明了它们的拓扑性质，通过它们的磁输运性质的弹道制度。通过对三维Hofstadter模型的分析，揭示了范霍夫奇异性与Weyl系统拓扑相变之间的关系，为研究不同类型的Weyl金属及其态密度特征提供了一个简单而有趣的平台.在这个模型中，作为一个函数的磁通量，拓扑范霍夫奇点的发生可以明确检查。
2021-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum Spin Hall Effect and Topological Field Effect Transistor in Two-Dimensional Transition Metal Dichalcogenides
报道了一类新的二维过渡金属二硫属化物大禁带量子自旋霍尔绝缘体MX $_2$（M=（Mo，W），X=（S，Se，Te）），其拓扑电子性质可通过外加电场高度调谐.我们提出了一种新的拓扑场效应晶体管，这些原子层材料和它们的范德华异质结构。我们的器件通过拓扑保护的输运通道表现出参数增强的电荷-自旋电导，并且可以通过拓扑相变而不是载流子耗尽被电场快速关断。我们的工作为拓扑量子电子学提供了一个实用的材料平台和器件结构。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Weyl Semi-metal from a Lattice Model
我们定义和研究了一个三维晶格模型，显示外尔半金属相。该模型由量子（反常）霍尔绝缘体的耦合层组成。外尔半金属相出现在量子霍尔绝缘相和正常绝缘相之间。这种外尔半金属中的外尔费米子，类似于石墨烯中的狄拉克费米子，其晶格赝自旋锁定在其动量上。我们调查的表面状态和费米弧，以及它们的演变为不同的阶段，通过精确对角化的晶格模型，以及通过分析它们的拓扑起源。
2012-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological-Metal to Band-Insulator Transition in (Bi1-xInx)2Se3 Thin Films
通过对（Bi_（1-x）In_x）_2Se_3薄膜的输运和光电子发射测量，我们报道了该系统通过三个量子相变从拓扑非平凡金属转变为拓扑平凡带绝缘体.在x = 3- 7%时，存在从拓扑非平凡金属到平凡金属的过渡。在x = 15%时，金属变成可变范围跳跃绝缘体。最后，在x = 25%以上，系统变成真正的带状绝缘体，其电阻甚至在室温下也不可测量地大。这种材料提供了一个新的场所，研究拓扑可调的物理和无缝门控/隧穿绝缘体的设备。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Plasmon-polaron of the topological metallic surface states
本文报道了二维电子气占据三维拓扑晶体表面态的等离子体激元-极化子模。由于表面电子与体声子的强相互作用，这种新的低频声学等离子体激元模式从传统的自旋等离子体激元模式中分裂出来。我们表明，在传统的自旋等离子体激元的情况下，这种模式的散射强烈抑制在相空间的某些区域。拓扑保护的这种签名导致在布里渊区边界处的无Umklapp模式色散。这种等离子体激元极化子模式最近确实在拓扑金属Be 2 Se 3中观察到。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superdiffusion in the topological metal
我们发展了一个非微扰理论来研究无序标量势（所谓的“拓扑金属”）中狄拉克粒子的大尺度量子动力学。对于一般的无序强度和载流子掺杂，我们发现，在大的时候，超扩散发生。即，均方位移随着$\sim t\ln t$增长。在静态极限下，我们的分析理论表明，有限尺寸系统的电导服从标度方程相同，发现在以前的数值研究。这些结果表明，在拓扑金属，存在一些透明的通道-波传播“自由”-主导系统的长时间输运。我们讨论了随之而来的后果--光子材料中的横向超扩散--这可能在当前实验范围内。
2012-02-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Topological Ferroelectric Metal with Giant Shift Current
China Three Gorges University（三峡大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
研究发现PtBi2单层是二维拓扑铁电金属，具有垂直极化和显著的铁电体光伏效应，通过应变可进一步增强其性能。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Amorphous Metals
我们研究了具有完全随机位置的非晶系统，发现通过构造和探索一个具体的模型哈密顿量，这样的系统可以在三维空间中拥有一个拓扑非晶金属的奇异相。与传统的Weyl半金属相比，拓扑非晶态金属破坏了平移对称性，因而不能用基于动量空间能带结构定义的第一陈氏数来表征。相反，它们的拓扑性质将表现在Bott指数和霍尔电导率以及表面态中。通过对能带和量子输运性质的研究，我们发现拓扑非晶态金属具有扩散金属行为。我们进一步介绍了一个实际的实验建议与电路，预测的现象可以观察到使用国家的最先进的技术。我们的结果为探索非晶系统中的拓扑无隙现象打开了一扇大门。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological Surface-plasmon-polaritons on Corrugated Metal-dielectric Surfaces
本文研究了由双组分波纹金属-介质光栅构成的衍射光栅中光学频率处的拓扑表面等离激元。要做到这一点，我们实施的理论发展在德拉谷和Longhi描述的振幅领域的紧急薛定谔方程。三次谐波光栅产生二分Kronig-Penney模型。拓扑保护的局部模式，然后预测发生在光栅的边缘和两个镜像反对称波纹，其体积不变的组合形成的缺陷是一个逐步变化的Zak相位在这两种情况下。
2020-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Phase Transition in Metallic Single-Wall Carbon Nanotube
在平行于金属单壁碳纳米管（SWNT）外加磁场$B$的条件下，对SWNT的拓扑相变进行了理论研究。当小带隙在$B$的临界值处闭合时，$\mathbb{Z}$拓扑不变量，绕组数不连续地改变，这可以被观察为由于体-边缘对应而导致的边缘状态的数量的变化。这一点通过对长度为$\sim$ 1 $μ$ m的有限单壁碳纳米管的数值计算得到证实，该计算使用一维晶格模型来有效地描述$σ$和$π$轨道之间的混合以及自旋-轨道相互作用，这与金属单壁碳纳米管中带隙的形成有关。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Maxwell Metal Bands in a Superconducting Qutrit
通过将凝聚态模型的动量空间映射到超导量子线路的可调参数空间，我们对拓扑Maxwell金属带进行了实验研究。一个奇异的能带结构，有效地描述了自旋1麦克斯韦方程组的成像。在麦克斯韦金属带中观察到三重简并点，称为麦克斯韦点。此外，我们的工程师和观察拓扑相变从拓扑麦克斯韦金属到一个平凡的绝缘体，并报告的第一个实验测量的陈数大于1。
2018-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Quantum Phase Transitions in Metallic Shiba Lattices
超导体上磁性杂质中的Yu-Shiba-Rusinov亚带态重叠形成的Shiba带在拓扑超导体中起着重要的作用。在这里，我们从理论上证明了存在一种新型的Shiba带（被称为拓扑Shiba金属）的磁掺杂的$s$波超导表面与Rashba自旋轨道耦合的弱面内磁场的存在下。这种拓扑无带隙的Shiba带从带隙的Shiba带发展通过Lifshitz相变伴随着二阶量子相变的本征热霍尔电导。我们还发现了一种机制，在Shiba晶格，保护一阶量子相变的固有热霍尔电导。由于Shiba晶格中的长程跳跃，拓扑Shiba金属表现出具有大的非量子化值的本征热霍尔电导。结果，出现了大量的二阶量子相变。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Simple model for second-order topological insulators and loop-nodal semimetals in Transition Metal Dichalcogenides XTe$_2$ (X=Mo,W)
基于第一性原理计算，过渡金属二硫属化物XTe $_{2}$（X=Mo，W）已被证明是二阶拓扑绝缘体，而基于相关的紧束缚模型，拓扑铰链态已被证明是出现的。该模型等价于通过加入质量项和自旋-轨道相互作用由环节半金属构造的模型。我们建议研究一个手征对称模型，通过简化它，但保持几乎相同的能带结构和拓扑铰链状态从原来的哈密顿量。由于手征对称性的存在，我们可以导出各种解析式，从而揭示过渡金属二硫属化合物的基本拓扑性质。我们发现了一个链接的循环结构，其中实现了更高的链接数（甚至8）。在此基础上构造了二阶拓扑半金属和二维二阶拓扑绝缘体。有趣的是，拓扑相变发生在拓扑绝缘体、拓扑晶体绝缘体和二阶拓扑绝缘体之间而没有间隙闭合。我们建议用对称检测器来区分对称性是否被保留。它们区分拓扑相位，尽管对称性指示器对它们产生相同的值。我们还表明，拓扑铰链状态是可控的磁化方向。当磁化指向$z$方向时，铰链状态发生移动，而当磁化指向面内方向时，铰链状态发生间隙。因此，通过控制磁化方向来切换量化电导。我们的研究结果将是未来基于过渡金属二硫属化合物的拓扑器件的基础。
2019-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Universal characterizing topological insulator and topological semi-metal with Wannier functions
占据带的Wannier函数的非平凡演化是理解拓扑绝缘体的一个很好的起点。通过将WFs的定义从投影位置算符的本征态修改为投影模位置算符的本征态，我们能够将WFs的使用扩展到Weyl金属，其中旧定义中的WFs由于在费米能量处缺乏带隙而失败。这一推广有助于我们在同一个框架下对拓扑绝缘体和拓扑半金属进行普遍的理解。在定义中使用模位置算子的另一个优点是可以容易地获得被占用频带的高维WF。我们展示了他们的应用之一，示意性地解释了为什么绕组数$ν_{3D}=ν_{2D}$的三维拓扑绝缘体的DIII类在物理评论快报。114，016801（2015）。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Evidence for topological surface states in metallic single crystals of Bi2Te3
Bi 2 Te 3是一种被称为拓扑绝缘体的新型材料，其被认为是在本体上绝缘而在表面上导电。然而，由于导电体的存在，表面态的实验验证在电输运测量中一直是困难的。我们报告低温磁输运测量单晶样品的Bi 2 Te 3。我们观察到金属字符在我们的样品和大的线性磁阻从1.5 K到290 K与突出的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡，其痕迹持续到20 K。即使我们的样品是金属的，我们也能够获得接近于拓扑表面态的狄拉克费米子所期望的π值的Berry相位。这表明，我们可能已经获得了证据的拓扑表面态的金属单晶Bi 2 Te 3。从SdH振荡的分析中得到的其他物理量也与拓扑表面态的结果非常一致。在我们的样品中观察到的线性磁阻，这被认为是表面态的狄拉克费米子的签名，进一步证明拓扑表面态的存在。
2014-09-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Topological Energy Bands in 2D Dialkali-Metal Monoxides
具有非平凡能带的2D材料对于探索物质的各种拓扑相是非常理想的，因为低维度为操纵量子态打开了前所未有的机会。在这里，据报道，单层（ML）的二碱金属一氧化物，在众所周知的2 H-MoS $_2$型晶格，主机多个安全保护的拓扑相位与涌现的费米子，可以有效地调整应变工程。基于第一性原理计算，发现在平衡态下，ML Na $_2$ O是二维双Weyl半金属，而ML K $_2$ O是二维赝自旋1金属.这些奇异的拓扑态表现出一系列迷人的效应，包括普适光吸收、超克莱因隧穿和超准直效应。通过引入双轴或单轴应变，可以实现二维双Weyl半金属、二维Dirac半金属、二维赝自旋1金属和半导体相之间的一系列量子相变。结果表明，单层二碱金属一氧化物作为一个有前途的平台，探索迷人的物理现象与新的二维涌现费米子。
2020-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mott scattering at the interface between a metal and a topological insulator
我们计算了金属与三维拓扑带绝缘体界面处的自旋激活散射矩阵和局域谱。结果表明，存在一个临界入射角，在该入射角处自旋翻转反射完全（100%），自旋旋转角跳跃$π$。我们讨论了这一现象的起因，系统地研究了自旋翻转和自旋守恒散射振幅与界面透明性和金属费米面参数的关系。界面光谱包含一个定义良好的狄拉克锥在隧道极限，并顺利地演变成一个连续的金属诱导的间隙状态良好的接触。我们还研究了Bi $_2$ Se $_3$的复杂能带结构。
2011-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall effect and tunable topological states in 3d transition metals doped silicene
我们通过掺杂3d过渡金属在硅烯中实现了量子反常霍尔效应。用解析模型和Wannier插值方法研究了钒掺杂硅烯中存在稳定的量子反常霍尔效应。我们还预测了在某些过渡金属掺杂的硅烯中可以实现量子谷霍尔效应和电可调拓扑态，在这些能带反转的地方。我们的发现为实现量子反常霍尔效应提供了新的方案，为实现电可控拓扑态提供了平台。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chern Half Metals: A New Class of Topological Materials to Realize the Quantum Anomalous Hall Effect
寻找具有量子反常霍尔效应（QAHE）的新型拓扑绝缘体是凝聚态物理和材料科学的前沿研究课题。到目前为止，QAHE仅在Cr掺杂的（Bi，Sb）2Te3中在极低温度下观察到。因此，寻找具有大拓扑带隙和高热稳定性的新材料对于实现量子阱结构具有重要意义。基于第一性原理和紧束缚模型计算，我们发现了一类新的拓扑相$-$ Chern半金属，它在一个自旋通道中表现出QAHE，而在另一个自旋通道中表现为金属$-$.同时，这些系统具有大的垂直磁各向异性能量为5.3和11.5毫电子伏，必要的QAHE在合理的高温下观察。
2015-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological zero-modes of the spectral localizer of trivial metals
本研究发现平凡金属普遍存在谱局域化子零模，通过带变化质量的狄拉克方程零模解释其成因，明确了其与拓扑金属局域化子谱的差异，为区分非晶态金属拓扑性及表征强关联体系提供了新工具。
2024-05-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Elemental topological ferroelectrics and polar metals of few-layer materials
该研究通过堆叠工程设计褶皱蜂窝晶格的少层元素材料，预测 Bi 可形成元素拓扑铁电体及具非平庸边缘态的极性金属，并揭示 Ge、Sn 等体系的极性金属可能性。
2023-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing Topology in Metals using Experimental Protocols Inspired by $K$-Theory
本研究受K-理论启发，提出实验协议，在无带隙声学金属中直接观察拓扑现象，通过重新解释复合算子测量拓扑不变量，为无带隙材料拓扑发现提供通用方法。
2023-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Topological nodal-line semimetals in ferromagnetic rare-earth-metal monohalides
拓扑半金属将拓扑分类从绝缘体扩展到金属，极大地丰富了我们对凝聚态拓扑态的理解。这对于拓扑线半金属（TNLS）尤其如此。在本文中，我们确定层状材料作为托管TNLS的有前途的候选人。基于第一性原理计算和有效模型分析，我们提出层状铁磁稀土金属单卤化物LnX（Ln=La，Gd; X=Cl，Br）具有长期追求的拓扑相.具体而言，单层LaX和单层GdX是理想的二维（2D）Weyl半金属和大间隙2D量子反常霍尔绝缘体（QAHIs），带隙分别高达61 meV。此外，3D LaX和3D GdX分别是具有一对镜像对称保护的节线和3D弱QAHIs的TNLS。3D LaX中贯穿整个布里渊区（BZ）的节线对于强自旋轨道耦合（SOC）具有相当强的鲁棒性，并且位于费米能级附近，为探索非线性线费米子的奇异性质以及相关器件设计提供了一个新的平台。
2019-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dirac points of electron energy spectrum, band-contact lines, and electron topological transitions of 3 1/2 kind in three-dimensional metals
在许多具有反演对称性和弱自旋轨道相互作用的三维金属中，电子能谱的狄拉克点在这些晶体的布里渊区形成带接触线，电子的3 1/2拓扑跃迁是由这些线的某些点引起的。我们从理论上详细地研究了这些跃迁，指出它们可以用磁化率来探测，磁化率在3 1/2阶跃迁处表现出巨大的抗磁异常。
2014-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Majorana-metal transition in a disordered superconductor: percolation in a landscape of topological domain walls
该研究通过数值证据表明，无序手性p波超导体中随静电无序增强发生的马约拉纳-金属相变源于不同陈数畴边界的逾渗，并利用谱局域化构建畴壁网络得到热金属-绝缘体相图。
2025-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Diabolical touching point in the magnetic energy levels of topological nodal-line metals
对于三维金属，朗道能级作为磁场和平行于磁场的动量波数的函数而分散。在这个二维参数空间中，两个圆锥色散朗道能级可以相交于一个恶魔点-朗道-狄拉克点。产生朗道-狄拉克点的条件是磁击穿（场致量子隧穿）和一定的晶体时空对称性。这两个条件在拓扑金属中都是可实现的，正如我们用CaP $_3$证明的那样。朗道-狄拉克点在磁阻中的异常蝙蝠侠峰中以及在作为场幅度/取向的函数线性演化到零频率的光学吸收的开始中揭示了自身。
2020-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Induced Half-Metallicity and Gapless Topological Superconductivity in the CrI$_3$-Pb Interface
我们研究了一个二维的异质结构组成的磁性绝缘体三碘化铬（CrI $_3$）的超导铅（Pb）衬底上的单层。通过第一性原理计算和紧束缚模型，我们证明了从Pb衬底的电荷转移掺杂的CrI $_3$到一个有效的半金属，允许通过邻近效应的无间隙拓扑超导相的发病。这一阶段，其中存在一个超导能隙，只有在费米面的一部分，一般发生在二维半金属超导体异质结构，缺乏双重面内旋转对称。然而，足够大的邻近诱导的配对振幅可以使这样的系统进入完全带隙的拓扑超导相。因此，这些结果有望更好地定义未来提出的TSC异质结构的最佳2D组件材料。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
