Long-range Scanning Tunneling Microscope for the study of nanostructures on insulating substrates
扫描隧道显微镜是一种在原子水平上研究电子性质的有力工具，但它的扫描范围相对较小，并且只能对导电样品进行操作，这使得它无法应用于研究由导电和绝缘区域组成的异质样品。在这里，我们提出了一种远程扫描隧道显微镜能够检测导电的微米和纳米结构的绝缘基板上使用的技术的基础上的尖端和样品之间的电容和进行STM研究。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
Realization of bulk insulating property and carrier manipulation in reversible spin current regime of the ideal topological insulator TlBiSe2
三维拓扑绝缘体（TI）的表面具有自旋螺旋Dirac费米子的特征，为实现奇异现象提供了肥沃的土壤，并具有广泛的应用潜力。为了实现它们的大部分特殊性质，狄拉克点（DP）需要位于费米能附近，具有体绝缘性质，而在大多数已发现的TI中很难实现。最近发现，TlBiSe 2具有间隙内DP，其中表面狄拉克锥的上部和下部都被利用。然而，这种材料的表面输运性质的调查是有限的，由于缺乏散装绝缘特性。在这里，我们提出了第一个实现体绝缘性能通过调整组成的Tl 1-xBi 1 + xSe 2-d没有引入客体原子，可以带来新的性能变成现实。这一结果有望揭示表面上新的奇异拓扑现象。
2014-05-30 cond-mat.mes-hall
Weak localization effect in topological insulator micro flakes grown on insulating ferrimagnet BaFe12O19
在拓扑绝缘体中预期的许多奇异物理需要通过打破时间反演对称性来为它们的拓扑表面态打开一个能隙。通过掺杂磁性杂质已经实现了间隙开放，然而这不可避免地产生额外的载流子和破坏电子输运的无序。相比之下，接近铁磁/亚铁磁绝缘体可以提高器件质量，从而保证更好的方式来打开间隙，同时最小化副作用。在这里，我们生长薄的单晶Sb1.9Bi0.1Te3微片上绝缘铁氧体BaFe 12 O 19通过使用范德华外延技术。在低于50 K的弱垂直磁场中，微片表现出负的磁电阻效应，这种效应可以通过升高温度来淬灭。该特征暗示了弱局域效应是其起源，这在本征拓扑绝缘体中是不存在的，除非表面态能隙被打开。表面态能隙估计为10 meV，通过使用的间隙诱导的弱局域化效应的理论。这些结果表明，磁邻近效应可以打开的间隙的拓扑表面附着到BaM绝缘亚铁磁体。这种异质结构可能为实现新的物理效应以及自旋电子学器件的潜在应用铺平道路。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall
Atomically thin mica flakes and their application as ultrathin insulating substrates for graphene
我们表明，它是可能的沉积，通过机械剥离SiO2/Si晶片，原子级薄的云母片下降到一个单一的单层厚度。这些云母片在SiO2/Si衬底上的光学对比度取决于它们的厚度、照明波长和SiO2衬底厚度，可以通过基于菲涅耳定律的模型来定量地解释。原子级薄的绝缘晶体片的制备将使得能够制造无缺陷的绝缘衬底、电介质势垒或平面电子隧穿结。此外，我们表明，几层石墨烯片可以沉积在上面的先前转移的云母片。我们的转移方法依赖于粘弹性邮票，因为那些用于软光刻。拉曼光谱研究表明，这种全干沉积技术产生更清洁和更高质量的薄片比传统的湿转移程序的基础上光刻抗蚀剂。
2011-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Symmetry in the insulator - quantum Hall - insulator transitions observed in a Ge/SiGe quantum well
研究了磁场驱动下Ge/SiGe量子阱中二维空穴气的绝缘体-量子霍尔-绝缘体跃迁。我们观察到低和高磁场绝缘体和$ν=1$量子霍尔态之间的直接跃迁。随着磁场的增加，从绝缘到量子霍尔和量子霍尔到绝缘的转变在它们的输运性质方面非常相似。我们解决了周围的过渡温度依赖性，并表明，高场过渡的特征能量尺度较大。
1997-08-30 cond-mat.mes-hall
Catalytic growth of ultralong graphene nanoribbons on insulating substrates
石墨烯纳米带（GNRs）具有几个纳米的宽度，由于其结构可调的带隙，载流子迁移率和优异的稳定性，是未来纳米电子应用的有希望的候选者。然而，在绝缘衬底上直接生长微米长的GNRs，这对于制造纳米电子器件至关重要，仍然是一个巨大的挑战。在这里，我们报告的GNRs的绝缘六方氮化硼（h-BN）衬底上的外延生长通过纳米粒子催化的化学气相沉积（CVD）。合成了长度可达10 μm的超窄GNRs。值得注意的是，生长的GNR与h-BN衬底在晶体学上对齐，形成一维（1D）莫尔超晶格。扫描隧道显微镜揭示了导电石墨衬底上生长的类似GNRs的平均宽度为2 nm，典型带隙为约1 eV。完全原子的计算模拟支持的实验结果，并揭示了GNRs和碳纳米管（CNT）的形成过程中的成核阶段，和范德华滑动的GNRs在h-BN衬底上的整个生长阶段之间的竞争。我们的研究提供了一种可扩展的单步方法，用于在绝缘衬底上生长微米长的窄GNR，从而开辟了一条探索高质量GNR器件性能和一维莫尔超晶格基础物理的途径。
2022-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Visualizing topological insulating Bi2Te3 quintuple layers on SiO2-capped Si substrates and its contrast optimization
薄Bi2Te3薄片，少至3个五重层，在SiO2覆盖的Si衬底上光学可视化。它们的光学对比度随照明波长、薄片厚度和覆盖层而变化。最大对比度出现在570nm波长的优化光处。当薄片减少到少于20个五重层时，对比度反转。基于菲涅耳定律的计算描述了上述观察与层数波长对比度三维（3D）图和帽厚度波长对比度3D图的构造，适用于当前的拓扑绝缘薄片的研究。
2010-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Opposite current-induced spin polarizations in bulk-metallic Bi2Se3 and bulk-insulating Bi2Te2Se topological insulator thin flakes
三维拓扑绝缘体（TI）最基本、最奇特的性质之一是其拓扑表面态（TSS）的自旋动量锁定（SML），在未来的自旋电子学中具有潜在的应用前景。然而，其他可能的传导通道，例如具有强Rashba型自旋-轨道相互作用（SOI）和可能具有自旋霍尔效应（SHE）的体导电状态的普通二维电子气（2DEG），可以共存于3D TI中，使得难以确定电流诱导自旋极化（CISP）的起源。在这项工作中，我们直接比较了体绝缘的Bi 2 Te 2Se（BTS 221）和体金属的Bi 2Se 3薄片之间的CISP使用自旋电位法。在体绝缘BTS 221中，观察到的CISP具有与TSS的SML的预期螺旋度一致的符号，但是与其计算的体自旋霍尔电导率（SHC）相反的符号。然而，与BTS 221相比，在块体金属Bi 2Se 3中观察到相反的CISP，这与其带弯曲诱导的2DEG的Rashba-Edelstein效应和体自旋霍尔效应（SHE）的预期一致。我们的研究结果提供了一个电气的方式来区分TSS从其他可能的导电通道在3D TI的自旋输运测量，并开放的方式在电荷-自旋转换器件的潜在应用。
2020-08-22 cond-mat.mes-hall
Growth and Characterization of Hybrid Insulating Ferromagnet-Topological Insulator Heterostructure Devices
我们报告的集成的绝缘铁磁体GdN的拓扑绝缘体Bi 2Se 3的外延膜，并提出详细的结构，磁性和输运特性的异质结构。制造多通道霍尔酒吧裸和GdN盖帽部分，使磁输运性质的直接比较。我们表明，磁覆盖层的存在下，在抑制弱反本地化的顶面的结果。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Magnon Insulator in Insulating Ferromagnet
在具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁绝缘体中，我们从理论上预测并数值验证了拓扑磁振子绝缘体，其中无电荷磁振子被拓扑保护沿边缘传输，而它在体中是绝缘的。在体带隙内，边缘态在波矢量空间中形成一个连接的环，作为$4π$ -或$8π$ -周期莫比乌斯带。因此，沿着相应边缘行进的手征能流在拓扑上被保护免受缺陷或紊乱。利用非平衡格林函数方法，我们证明了在非平衡稳态下，磁振子携带的能量流只局限于带隙的边缘，并且倾向于沿着带隙的一个边缘向一个方向运动.我们关于拓扑磁振子绝缘体的预言可以在很宽的能量范围内在绝缘铁磁体的薄膜中观察到，如Lu $_2$ V $_2$ O $_7$。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Engineering interaction-induced topological insulators in a $\sqrt{3} \times \sqrt{3}$ substrate-induced honeycomb superlattice
我们考虑一个蜂窝晶格上的无自旋费米子系统，基底诱导的调制静电势使单胞增加三倍。由此产生的非阿贝尔SU（2）规范场相互作用，实现了二次带交叉点（QBCP）。利用平均场论和重整化群技术，我们证明了在QBCP体系中，任意弱的排斥电子相互作用驱动系统进入量子反常霍尔态。这证明了衬底诱导局域电压是诱导拓扑量子相自发形成的有效手段。
2016-01-28 cond-mat.mes-hall
Quantitative Raman Spectrum and Reliable Thickness Identification for Atomic Layers on Insulating Substrates
我们证明了在一个共同的堆叠实验配置中的样品和基板层的拉曼强度的量化的可能性，因此，提出了一个通用的和快速的厚度识别技术的原子尺度层的电介质基板上。前所未有的宽范围的拉曼光谱数据的原子级平坦的二硫化钼薄片收集与理论模型进行比较。我们发现，所有的强度特征，可以准确地捕获时，包括光学干涉效应。令人惊讶的是，我们发现，即使是自由悬浮的硫属化物少层薄片有一个更强的拉曼响应比从体相。重要的是，尽管样品光谱的强度随厚度的振荡，基板加权光谱强度变得单调。结合它对样品厚度的敏感性，我们建议这个量可以用来快速确定原子层的准确厚度。
2013-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The insulator/Chern-insulator transition in the Haldane model
我们研究了Haldom模型的几个物理性质的行为，系统经历了从正常绝缘体到陈绝缘体相的转变。我们发现，密度矩阵在两个绝缘阶段的指数衰减，而具有幂律衰减，更具有金属系统的特点，正是在相边界。的最大本地化的Wannier函数的总传播被发现发散在陈绝缘体阶段。然而，其规范不变的部分，有关的本地化长度的雷斯塔和Sorella，是有限的，在两个绝缘阶段和发散的相边界接近。我们还澄清了通常的算法，用于构建Wannier函数分解为一个交叉到陈绝缘体区域的相图。
2006-08-24 cond-mat.mes-hall
Oscillatory surface dichroism of an insulating topological insulator Bi2Te2Se
利用圆二色角分辨光电子能谱（CD-ARPES）研究了高体绝缘拓扑绝缘体Bi_2 Te_2Se表面上极化光子与拓扑表面态之间的角动量转移效应.光电子二向色性被发现是强烈调制的螺旋光子的频率，包括一个戏剧性的符号翻转。我们的研究结果表明，观察到的二向色性及其符号翻转的后果之间的强耦合的光子场和表面上的狄拉克模式的自旋轨道性质。我们的研究揭示了拓扑表面态的固有二向色性行为，并指出了体绝缘拓扑绝缘体在器件应用中的潜在效用。
2013-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emerging Weak Localization Effects on Topological Insulator-Insulating Ferromagnet (Bi_2Se_3-EuS) Interface
在绝缘铁磁EuS上直接沉积拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜。在居里温度（T_C）以下的零场附近观察到异常的负磁电阻，类似于弱的局域效应，而在T_C以上则恢复到正常的正磁电阻。当上下表面耦合时，只有厚度小于4 nm的Bi_2Se_3层才能观察到这种负磁电阻效应。这些结果为拓扑绝缘体和绝缘铁磁体之间存在邻近效应提供了证据，为实现三维拓扑绝缘体的半整数量子化反常霍尔效应奠定了基础.
2013-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Conductance distribution in disordered quantum wires: Crossover between the metallic and insulating regimes
我们计算的准一维系统中的金属绝缘体的交叉制度的电导P（g）的分布，最近的分析方法的基础上有效的所有强度的障碍。我们显示的演化P（g）的无序参数的函数从绝缘体到金属。我们的结果与数值研究报告中关于这个问题，并与分析结果的平均值和方差的g。
2002-12-04 cond-mat.mes-hall
Theory of STM junctions for π-conjugated molecules on thin insulating films
基于密度矩阵理论，提出了一种在扫描隧道显微镜（STM）装置中研究绝缘膜上π共轭分子输运的微观理论。一个关键的作用是在理论中的能量依赖的隧道速率占耦合的分子的尖端和基板。特别是，我们分析了如何本地化的尖端和扩展基板之间的几何差异编码的隧穿率和影响的传输特性。最后，使用苯作为一个平面的，旋转对称的分子的例子，我们计算的STM电流电压特性和电流图，并分析它们在几个相关的角动量通道。
2012-05-22 cond-mat.mes-hall
Electrical and Thermal Transport in Metallic Single-Wall Carbon Nanotubes on Insulating Substrates
我们分析了金属单壁碳纳米管（SWNTs）在绝缘衬底上的偏置范围内的空气中的电击穿的运输。为了解释焦耳自加热，电传输的温度依赖性Landauer模型与沿纳米管的热传导方程相耦合。研究发现，单壁碳纳米管在空气中的电击穿电压与其长度呈线性关系，约为5 V/um;我们利用这一点推导出单壁碳纳米管和基底之间的热导率g ~ 0.17 +/- 0.03 W/K/m/管长度，这似乎受到限制单壁碳纳米管-基底界面，而不是基底本身的热性能。我们研究声子散射机制限制电子输运，并发现强烈的温度依赖性的光学声子吸收率有显着影响的电阻的微米长度的纳米管。进一步的分析表明，与典型的金属不同，在室温下，电子对金属纳米管总热导率的贡献小于15%，并且这种贡献在高偏压或更高温度下会降低。对于金属SWNT的互连应用，如果功率密度被限制在5 uW/um以下，或者如果SWNT周围的热界面被优化，则可以避免显著的自加热。
2007-02-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of magnons and the size effect in heat transport through an insulating ferromagnet/insulator interface
虽然最近的自旋塞贝克效应的实验已经揭示了决定性的作用的磁振子的贡献的热流$Q$在混合系统中含有薄铁磁层，现有的声学失配理论不占其磁性。在这里，我们从理论上分析了通过夹在两个绝缘体（I）之间的绝缘铁磁体（F）的热传递。根据F厚度$d$和磁振子产生的声子平均自由程$l_{ls}$之间的关系，我们揭示了两个定性不同的制度，通过F/I界面的非线性热输运。也就是说，在厚F层中，实现了用$Q \propto T_s^4$进行常规“焦耳”加热的方式，其中F/I界面的详细结构是不重要的。这里$T_s$是磁振子温度。相比之下，在具有$d\ll l_{ls}$的薄F层中，大部分由磁振子发射的声子可以离开F而不被其内部吸收，从而产生具有$Q \propto T_s^m$和$m\gtrsim7$的\emph{magnon overheating}区域。两个制度的检查和测定$T_s$从实验的条件进行了讨论。所报道的结果对于自旋Seebeck效应的理论分析和基于磁振子的自旋热电子器件的发展具有重要意义。
2018-08-22 cond-mat.mes-hall
Work function of bulk-insulating topological insulator Bi2-xSbxTe3-ySey
最近发现的体绝缘拓扑绝缘体（TI）Bi 2-xSbxTe 3-ySey为TI的实际器件应用铺平了道路。为了实现基于TI的器件，需要将TI与金属接触。由于界面处的能带弯曲控制了器件的特性，因此TI的功函数的知识是至关重要的。我们用高分辨光电子能谱测定了Bi_（2-x）Sb_xTe_（3-y）Sey中功函数的组分依赖性。所得到的功函数值（4.95-5.20 eV）显示出系统的变化与组合物，以及跟踪的角度分辨光电子能谱所看到的表面化学势的能量位移。该结果对TI基电子器件的研制具有指导意义。
2016-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local theory of the insulating state
绝缘体不同于金属，因为电子在其基态的组织不同。近年来，这一特征已被探索的几何性质：量子度量张量，它解决了系统作为一个整体，因此仅限于宏观均匀的样品。在这里，我们表明，一个类似的方法导致一个本地化标记，它可以检测到金属与绝缘字符的一个给定的样品区域使用作为唯一的成分的基态电子分布，即使在安德森的情况下（其中的频谱是无间隙的）。当应用到一个非零的陈不变量的绝缘体，我们的标记是能够区分的绝缘性质的散装从导电性质的边界。几个测试用例的模拟（包括模型哈密顿和第一原理）验证了我们的理论。
2019-05-17 cond-mat.mes-hall
Generation of non-equilibrium spin-motive force at the surface of a topological insulator induced by current-driven domain wall motion in the magnetic substrate
本文将幺正变换方法推广至含自旋-动量耦合的系统，克服其在 Hamiltonian 含自旋相关耦合时的适用限制，并解析计算了拓扑绝缘体表面的自旋动力力。
2025-05-09 cond-mat.mes-hall
Fabrication of high-quality topological insulator nanodevices from bulk-insulating air-sensitive Sb-Bi$_2$Se$_3$
High Magnetic Field Laboratory of Anhui Province, HFIPS, Chinese Academy of Sciences（安徽省高磁场实验室，合肥物质科学研究院，中国科学院）
研究通过室温制备工艺保持Sb-Bi$_2$Se$_3$的低载流子密度，实现高质量拓扑绝缘体纳米器件，观测到量子干涉振荡和弱反局域化特征。
2026-07-03 cond-mat.mes-hall
Connecting the Reentrant Insulating Phase and the Zero Field Metal-Insulator Transition in a 2D Hole System
我们测量了10 nm宽GaAs量子阱的输运和电容，其空穴密度在二维金属-绝缘体转变的临界点附近（临界密度$p_c$下降到0.8 $\times10^{10}$ /cm $^2$，$r_s\sim$ 36）。对于金属空穴密度$p_c < p <p_c +0.15\times10^{10}$ /cm $^2$，在$ν$ =1的量子霍尔态和零场金属态之间观察到一个重入绝缘相（RIP），并归因于钉扎维格纳晶体的形成。通过输运和电容实验研究RIP随2D空穴密度的演化，我们表明RIP是不可压缩的，并且连续地连接到零场绝缘体，这两个阶段的起源相似。
2011-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hyperactivated resistance in TiN films on the insulating side of the disorder-driven superconductor-insulator transition
我们调查的绝缘相，形成在氮化钛薄膜中的无序驱动的超导体-绝缘体转变的附近。在零磁场中，电阻随温度的变化呈现出一系列不同的区域，温度从对数态过渡到激活态，其间存在变程跳跃压缩。在低于2 T的垂直磁场中，热激活制度保持在中间温度，而在超低温下，电阻增加速度比热激活型。这表明导电性的机制发生了变化。我们发现，在较高的磁场下，热激活行为消失，磁阻等温线向接近量子电阻h/e ^2的值饱和。
2009-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Gapless insulating edges of dirty interacting topological insulators
我们证明了二维块状拓扑绝缘体中的无序和相互作用的组合可以一般地驱动其螺旋边缘绝缘。我们建立这一框架内的螺旋Luttinger液体理论和精确的Emery-Luther映射。无带隙玻璃边缘态以“自旋玻璃”的方式自发地打破时间反转对称性，并且可以被视为携带半整数电荷的孤立子的局域态。这样一个性质上不同的边缘状态为迄今为止令人困惑的实验观察提供了一个简单的解释。这一阶段表现出惊人的非单调性，与边缘增长本地化弱和强的无序限制。
2018-08-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Metallic and Insulating behaviour in p-SiGe at nu = 3/2
Shubnikov-de Haas的数据呈现为p-SiGe样品表现出强烈的绝缘行为，在nu = 3/2。除了定义高场金属-绝缘体跃迁到该相的固定点之外，还可以为nu = 3 -> 2和2 -> 1的量子霍尔跃迁识别单独的固定点。数据的另一个特征是霍尔电阻率在绝缘阶段接近于零，这表明它不是一个凹入的霍尔绝缘体。的行为被解释在强交换相互作用。在整数填充因子下，这些导致0向上箭头和1向下箭头朗道能级交叉并很好地分离，但在非整数nu值下，屏蔽降低了交换效应并导致能级粘在一起。它建议的绝缘行为，和高场金属/绝缘体的转变，是一个强交换相互作用的结果。
2002-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Boundary criticality at the Anderson transition between a metal and a quantum spin Hall insulator in two dimensions
当时间反演对称性被保持但自旋旋转对称性被破坏时，在被限制在二维的非相互作用的电子气体中的静态无序可以驱动金属态和绝缘态之间的连续量子（安德森）跃迁。表征发散局域长度的临界指数$ν$和表征金属-绝缘体转变处的临界波函数的振幅的体多重分形标度指数不依赖于绝缘状态的拓扑性质，即，无论它是拓扑平凡的（普通绝缘体）还是非平凡的（支持量子自旋霍尔效应的$Z_2$绝缘体）。这是不正确的边界多重分形标度指数，我们显示（数值）取决于绝缘状态是否是拓扑平凡或不。
2008-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Origins of microwave losses in superconducting circuits made with silicon-on-insulator substrates
Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内埃勒研究所）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, LETI（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国替代能源和原子能委员会、技术研究与创新实验室）；Univ. Grenoble Alpes, CEA, Grenoble INP, IRIG, PHELIQS（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国替代能源和原子能委员会、格勒诺布尔理工学院、研究信息与气体研究所、物理与量子电子学实验室）
该研究揭示低温下标准电阻率SOI衬底比高阻SOI衬底更优，明确高阻SOI衬底的主导损耗机制为界面寄生薄层导电，通过引入陷阱可抑制该损耗，为超导纳米机电系统开发提供了可行衬底方案。
2026-08-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Van der Waals epitaxial growth of topological insulator Bi$_{2-x}$Sb$_x$Te$_{3-y}$Se$_y$ ultrathin nanoplate on electrically insulating fluorophlogopite mica
我们报道了高质量的Bi $_{2-x}$ Sb $_x$ Te $_{3-y}$ Se $_y$纳米片（BSTS-NPs）的电绝缘氟金云母衬底上使用无催化剂的气相固体方法的生长。在优化的气压和合适的氩气流量下，我们控制了BSTS-NP的厚度、尺寸和组成。拉曼光谱显示系统的变化表明，BSTS-NP的厚度和组成确实是精确控制。电输运表明，在BSTS-NP中的鲁棒狄拉克锥载流子输运。由于BSTS-NP提供了可调谐狄拉克锥表面态的优越的主导表面输运，而体态的导电贡献可以忽略不计，因此BSTS-NP为探索三维拓扑绝缘体的内在物理现象以及未来的技术应用提供了理想的平台。
2014-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Correlated Insulating States in Twisted Double Bilayer Graphene
我们提出了一个结合实验和理论研究的扭曲双双层石墨烯的扭曲角在1°和1.35°之间。与莫尔能带结构计算一致，我们观察到绝缘体在整数莫尔带填充1和3，但不是2。施加的横向电场将第一莫尔导带与相邻带分离，并且有利于在1/4、1/2和3/4带填充处出现相关绝缘体。绝缘状态在1/4和3/4带填充出现只有在一个平行的磁场（B_{||}），而在半带填充的电阻是弱依赖于B_{||}。这些发现表明，当莫尔平带被光谱隔离时，相关绝缘体是有利的，自旋极化在1/4和3/4带填充，谷极化在1/2带填充。
2019-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonvolatile Solid-State Charged-Polymer Gating of Topological Insulators into the Topological Insulating Regime
我们证明了利用一种新的方法，即通过驻极体聚合物的电晕充电的非挥发性静电门控，以减少载流子浓度的薄膜的拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3的能力。即使没有栅电极的连续连接或TI的化学改性，也可以向聚合物-TI双层施加足够的电场以导致显著的电子密度耗尽。结果表明，用这种方法可以使Bi_2Se_3的费米能级向狄拉克点移动.使用太赫兹光谱，我们发现，表面化学势降低到体带隙（约50 meV以上的狄拉克点和170 meV以下的导带最小值），它是稳定在本征制度，同时提高电子迁移率。这代表了第一次使用带电聚合物栅极来调制TI电荷密度。表面态电子的迁移率在5 K时提高到约1600 cm^2/Vs。
2018-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Fraunhofer patterns in gated Josephson junctions based on the bulk-insulating topological insulator BiSbTeSe2
基于三维拓扑绝缘体（TI）的约瑟夫森结中，可以形成一维Majorana模。虽然最近报道了在体绝缘TI样品上制作的约瑟夫森结中观察到的超导电流，但在这种基于TI的约瑟夫森结中观察到的夫琅和费图案（有时会出现异常特征）仍然没有得到很好的理解。在这里，我们报告了我们的研究，高度栅极可调TI基约瑟夫森结制成的最大的体绝缘TI材料之一，BiSbTeSe 2，和Al。费米能级可以通过跨狄拉克点的门控调谐，和高的透明性的Al/BiSbTeSe 2接口是由一个高的特征电压和多个Andreev反射与峰值指数达到12。在整个栅极电压范围内观察到具有缺失波瓣的异常夫琅和费图案。我们发现，通过采用先进的拟合过程中使用的最大熵方法在Monte Carlo算法，反常的夫琅和费图案被解释为在TI表面上的结中的超电流分布的不均匀的结果。除了建立一个非常有前途的制造技术，这项工作澄清了一个重要的开放问题，关于TI为基础的约瑟夫森结。
2018-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Decoupling superconductivity and correlated insulators in twisted bilayer graphene
当双层石墨烯旋转故障的角度$θ\approx 1.1^\circ$，理论预测形成一个平坦的电子带和相关的绝缘，超导和铁磁状态都已观察到部分带填充。超导性与相关绝缘体的接近性表明了这些状态之间的密切关系，这让人想起了通过掺杂莫特绝缘体而产生超导性的铜氧化物。在这里，我们表明，超导性可以出现没有相关的绝缘状态。虽然超导电性和相关绝缘行为在平带条件附近最强，但超导电性在较大的角度失谐下仍然存在。我们的观察结果与“竞争阶段”的图片是一致的，其中绝缘体和超导性来自不同的机制。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Parallel and series conduction model in Topological Insulators
在过去的几年里，材料科学工程的浪潮已经出现，以合成块体绝缘和表面金属拓扑绝缘（TI）材料。这一探索不仅具有重要的理论意义，而且从新的应用角度来看也是有希望的。温度对特定样品的电阻（R-T）的依赖性揭示了关于电子性质的过多信息，特别是在像TI这样的独特样品中，其中存在包括绝缘体和金属表面态的两个组分。取决于样品形成期间的本征掺杂的量，本体可以与表面耦合或保持与表面解耦。前者导致金属R-T曲线，而后者则被绝缘R-T行为捕获。这两种行为可以分别用串联和并联电阻模型来表示。在这项工作中，我们研究的R-T行为的框架内的电阻模型捕捉我们的样品的基本特征。
2016-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
3D Topological Semimetal Phases of Strained $α$-Sn on Insulating Substrate
本文在绝缘CdTe/GaAs衬底上MBE生长高质量α-Sn，系统表征了应变和磁场诱导的狄拉克与外尔半金属相，并通过磁光、ARPES和负纵向磁阻等实验证实其拓扑非平庸性质。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Correlated atomic wires on substrates. I. Mapping to quasi-one-dimensional models
本文分两部分对沉积在衬底上的关联原子线进行了理论研究。在第一部分中，我们提出了三维衬底上一维量子线的晶格模型，并使用Lanczos算法将其映射到有效的二维晶格上。然后，我们讨论了这些二维晶格的窄梯模型，可以与一维相关量子系统，如密度矩阵重整化群或玻色化的既定方法进行调查的近似。这种方法的有效性进行了研究，首先为非相互作用的电子，然后为相关线与哈伯德电子电子排斥使用量子蒙特卡罗模拟。虽然窄梯不能用于表示金属基板上的电线，但如果使用至少三个腿，则它们可以捕获绝缘基板上的电线的物理特性。在第二部分[arXiv：1704.07359]中，我们使用这种方法对绝缘衬底上具有Hubbard型相互作用的导线进行了详细的数值研究。
2017-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulating-to-Conducting Behavior and Band Profile Across the La0.9Ba0.1MnO3/Nb:SrTiO3 Epitaxial Interface
La0.9Ba0.1MnO3在其块状形式下是铁磁绝缘体，但在薄膜形式下表现出金属性。它在一系列自旋电子学相关的应用中具有广泛的潜力，因此，了解薄膜中厚度依赖的电子结构以及衬底/薄膜界面效应是至关重要的。在这里，使用电气和原位光电子能谱测量，我们报告的电子结构和界面带分布的高品质的层由层生长的La 0.9Ba 0.1MnO 3单晶Nb：SrTiO 3衬底。随着La0.9Ba0.1MnO3厚度的增加，观察到从绝缘到导电的转变，这是由La0.9Ba0.1MnO3/Nb：SrTiO 3的确定的界面能带图解释的，其中形成II型异质结。
2017-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Top-down fabrication of bulk-insulating topological insulator nanowires for quantum devices
本文提出从高质量 (Bi$_{1-x}$Sb$_x$)$_2$Te$_3$ 薄膜自上而下制备体相绝缘拓扑绝缘体纳米线的工艺，实现化学势栅极调控至 CNP，并验证子带振荡与超导邻近效应。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Vortex excitations in the Insulating State of an Oxide Interface
在二维（2D）超导体中，可以通过施加磁场$H$或增加无序来诱导绝缘状态。超导体到绝缘体的转变（SIT）有多种解释：库珀对断裂后的费米物理、嵌入金属或绝缘基体中的超导岛之间的相位相干性丧失以及库珀对的局域化伴随涡旋型激发的凝聚。表征绝缘状态及其起源的困难源于缺乏单个样品中超导到绝缘相图的连续映射。本文利用在两个绝缘体（111）SrTiO $_3$和LaAlO $_3$之间的界面处形成的二维电子液体来研究超导体到绝缘体的转变。该结晶界面令人惊讶地表现出以前仅在无定形体系中观察到的非常强的特征。通过使用静电门控和磁场，将样品从金属区域（其中超导电性完全显现）调谐到绝缘状态。通过检查的方块电阻的字段依赖性和在不同的方向，我们确定了一个新的磁场规模，H $_{pairing}$，超导波动静音的响应比较。我们的研究结果表明，涡波动激发和库珀对本地化负责所观察到的SIT，这些激发令人惊讶地坚持深入到绝缘状态。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity from a melted insulator
本文揭示约瑟夫森阵列中温度会显著移动量子临界区域，使零温绝缘体熔融后在高温下出现超导电性，从而定量解释名义绝缘区域中的超导起始和反常金属电阻饱和，并表明热涨落可稳定高阻抗量子电路的相干性。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Superconductor versus insulator in twisted bilayer graphene
我们提出了一个简单的模型，我们相信抓住了超导和绝缘状态之间的竞争在扭曲的双层石墨烯的关键方面。在这个模型中，超导相是主要的，并出现在通用的填充物，但在相称的填充物被绝缘体中断。重要的是，绝缘体的形成是因为电子-电子相互作用，但该模型对于超导配对机制是不可知的，它不需要起源于电子-电子相互作用。该模型由交叉的一维量子线的集合组成，其交叉点形成超晶格。在每个超晶格点，我们放置了一个局部超导熔池，它可以与量子线交换库珀对。我们分析这个模型假设弱线熔池和线线耦合。我们表明，对于一系列的排斥线内相互作用，该系统是超导的“通用”不相称的填充物，超导性被“中断”的绝缘相在相称的填充物。我们进一步表明，在相称的填充物的带隙绝缘状态让位于应用外部塞曼场的无隙状态。这些特征与魔角扭曲双层石墨烯中的实验观察一致，尽管有不同的微观细节。我们进一步研究了这个模型的全相图，发现它包含几个不同的相关绝缘态，我们在这里描述。
2019-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quantum Oscillations of Robust Topological Surface States up to 50 K in Thick Bulk-insulating Topological Insulator
随着个人电子设备越来越多地依赖云计算进行能源密集型计算，与信息革命相关联的功耗正迅速成为重要的环境问题。已经提出了几种方法来构造具有低能耗的电子设备。其中，拓扑绝缘体（TI）的低耗散表面态被广泛应用。为了开发基于TI的器件，一个关键因素是狄拉克表面态主导输运行为的最高温度。在这里，我们采用Shubnikov-de Haas振荡（SdH）作为一种手段，研究了高品质的钒掺杂Bi 1.08Sn 0.02Sb 0.9Te 2S单晶系统的表面态生存温度。SdH的温度和角度依赖性表明：1）不同钒（V）掺杂水平的晶体在3-300 K范围内是绝缘的; 2）SdH振荡表现出二维行为，表明振荡来自纯表面态; 3）在50 K下，V0.04单晶（Vx：Bi 1.08-xSn 0.02 Sb 0.9 Te 2S，其中x = 0.04）仍显示出明显的SdH振荡信号，表明表面主导输运行为在50 K以上仍能存在.在我们的V掺杂单晶系统中的强大的表面态提供了一个理想的平台，以研究狄拉克费米子及其与其他材料的相互作用高于50 K。
2019-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
