We investigate the effects of spin-flip scattering on the Hall transport and spectral properties of gapped Dirac fermions. We find that in the weak scattering regime, the Berry curvature distribution is dramatically compressed in the electronic energy spectrum, becoming singular at band edges. As a result the Hall conductivity has a sudden jump (or drop) of $e^2/2h$ when the Fermi energy sweeps across the band edges, and otherwise is a constant quantized in units of $e^2/2h$. In parallel, spectral properties such as the density of states and spin polarization are also greatly enhanced at band edges. Possible experimental methods to detect these effects are discussed.
Floquet engineering of titled and gapped Dirac materials
我们已经建立了一个严格的理论形式主义Floquet工程，或调查，并最终定制最关键的电子性质的四硫化钼（1 T $^\prime$ -MoS $_2$），通过施加外部高频修整场在非共振制度。最近的研究表明，单层掺杂的1 T $^\prime$ -MoS $_2$可以呈现出扭曲的四元结构，其具有可调谐的和带隙的自旋极化和谷极化的倾斜狄拉克能带结构。从电子学的角度来看，1 T $^\prime$ -MoS $_2$是技术上最有前途的纳米材料之一，也是已经著名的过渡金属二硫属元素家族的新代表。所得到的修饰态强烈依赖于所施加的照射的极化，并反映了未照射的材料的初始低能哈密顿量的全部复杂性。我们已经计算和分析了所获得的电子修饰状态的线性和圆形类型的极化的施加场集中在其对称性，各向异性，倾斜和带隙，以及拓扑签名。由于圆偏振的敷料场也被称为诱导到一个新的状态与破缺的时间反演对称性和非零陈数的过渡，这些拓扑非平凡的阶段和它们之间的过渡的组合可以揭示一些真正独特的和早期未知的现象。
Prediction of the High Thermoelectric Performance of Pnictogen Dichalcogenide Layered Compounds with Quasi-One-Dimensional Gapped Dirac-like Band Dispersion
Realizing gapped surface states in magnetic topological insulator MnBi$_{2-x}$Sb$_{x}$Te$_{4}$
磁性拓扑绝缘体（MTI）中的磁性与非平凡拓扑之间的相互作用有望产生各种奇异的拓扑量子现象，如量子反常霍尔（QAH）效应和拓扑轴子态。评估这些新特性的一个关键是调整狄拉克表面带的交换能隙中的费米能级。MnBi $_2$ Te $_4$具有能够实现所有这些量子态的具有本征反铁磁（AFM）态的非平凡能带拓扑，然而，MnBi $_2$ Te $_4$晶体的高度电子掺杂性质阻碍了带隙拓扑表面态的展现。在这里，我们通过Sb取代来定制材料，以揭示MnBi $_{2-x}$ Sb $_{x}$ Te $_{4}$（MBST）中的带隙表面态。通过将费米能级移动到MBST的体带隙中，我们访问表面态，并通过扫描隧道显微镜/光谱（STM/STS）测量的准粒子干涉（QPI）在狄拉克点处显示50 meV的带隙。通过多探针STM测量的输运光谱，在Néel温度以下证实了表面主导传导。表面带隙对面外磁场具有鲁棒性，尽管场致铁磁性的促进。具有大交换带隙的体绝缘MTI的实现为探索涌现拓扑现象提供了一个很有前途的平台。
Gap and spin texture engineering of Dirac topological states at the Cr-Bi$_2$Se$_3$ interface
拓扑绝缘体中交换场的存在揭示了拓扑学和磁性相结合的新的自旋相关现象。在目前的工作中，我们显示的控制发生的金属或带隙的拓扑狄拉克状态之间的界面上的Cr-Cr膜和Bi $_2$ Se $_3$表面。在狄拉克点处的间隙的打开和关闭是由Cr膜中出现的自旋重取向跃迁引起的。发现Cr原子薄层附着在Bi $_2$ Se $_3$表面，呈现出铁磁面反铁磁耦合的磁性基态。随着Cr膜的厚度从一个原子层到三个原子层逐步增加，磁化方向从面外到面内再到面外改变两次。面外磁化驱动能隙开放，拓扑表面态获得圆形的介子自旋结构。因此，Cr自旋重新取向导致Bi $_2$ Se $_3$表面中的金属/绝缘体转变以及表面状态自旋织构的相关修改。因此，Cr膜的厚度提供了一种有效且可控的机制来修改金属或带隙性质以及拓扑狄拉克态的自旋织构。
