Poor electronic screening in lightly doped Mott insulators observed with scanning tunneling microscopy
扫描隧道显微镜（STM）测量的轻掺杂莫特绝缘体$(\rm{Sr}_{1 -x}\rm{La}_x)_2\rm{IrO}_4$的有效Mott带隙与光电子能谱和光学实验报道的值相差很大。在这里，我们表明，这是在这种材料中的尖端诱导电场的不良电子屏蔽的后果。这种效应在半导体的STM实验中是众所周知的，并被称为尖端诱导能带弯曲（TIBB）。我们发现，这种现象也存在于轻掺杂的莫特绝缘体$(\rm{Sr}_{1 -x}\rm{La}_x)_2\rm{IrO}_4$，并在$x\leq 4 \%$的掺杂浓度，它导致测量的能隙在样品的态密度大于一个用其他技术测量。我们开发了一个模型，能够检索的内在能隙导致的值，这是在粗略的协议与其他实验，弥合明显的矛盾。在掺杂$x \approx 5 \%$时，我们进一步观察到电导层中的圆形特征，其指向在该掺杂范围内出现显著密度的自由载流子，以及存在小浓度的施主原子。我们说明的重要性，考虑TIBB的存在时，做相关电子系统的STM实验，并讨论STM测量半导体和轻掺杂莫特绝缘体之间的异同。
2017-06-27 cond-mat.str-el
Dimensionality effects in the LDOS of ferromagnetic hosts probed via STM: spin-polarized quantum beats and spin filtering
我们从理论上研究了局域态密度（LDOS）探测STM针尖的铁磁金属托管一个单一的吸附原子和一个亚表面杂质。我们通过两个杂质的安德森哈密顿系统建模。通过使用相关的格林函数的运动方程，我们推导出两种主机类型的LDOS的解析表达式：一个表面和量子线。LDOS揭示了Friedel样振荡和Fano干涉作为STM针尖位置的函数。这些振荡强烈依赖于主机尺寸。有趣的是，我们发现，自旋相关的费米波数的主机引起自旋极化量子拍在LDOS。虽然金属表面的LDOS显示出阻尼拍频模式，但它在量子线中表现出相反的行为。由于这种阻尼的缺乏，该线作为具有高效率的空间分辨自旋过滤器操作。
2013-01-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localized in-gap state in a single electron doped Mott insulator
基于最近在原子尺度扫描隧道显微镜（STM）上对电子掺杂莫特绝缘体中的隙内局域态的观察，我们利用团簇微扰理论计算了正方晶格上哈伯德模型的局域电子态.发现在掺杂剂晶格位置周围的上Hubbard带下方存在带隙态，这与STM测量结果一致。这种局部能隙态的出现伴随着电子双占有率的迅速减少。三角晶格上也存在类似的带隙态。这些结果表明，间隙状态是独立于晶格结构的莫特绝缘体的固有特征。
2014-02-24 cond-mat.str-el
Spectroscopy of Twisted Bilayer Graphene Correlated Insulators
我们解析计算了魔角扭曲双层石墨烯（TBG）窄带的整数填充相关基态的扫描隧道显微镜（STM）特征。在实验验证了$\pm 4$电子/莫尔晶胞的强耦合方法后，我们考虑了14种不同多体关联态的STM信号的空间特征，并评估了在石墨烯晶格尺度上出现凯库勒失真（KD）的可能性。值得注意的是，我们发现，耦合的间隔相干（IVC）TBG绝缘体中的两个相对的石墨烯谷并不总是导致KD。作为一个例子，我们证明了Kramers IVC态及其非手征$\mathrm{U} \left( 4 \right)$转动不具有KD，而时间反演对称IVC态具有KD.我们的结果，在大范围的能量和模型参数，得到的STM信号和陈数的状态可以用来唯一地确定的性质的TBG基态。
2022-09-15 cond-mat.str-el
Transport signatures of topological phases in double nanowires probed by spin-polarized STM
我们研究了一个双纳米线设置接近耦合到一个$s$波超导体和搜索的散装签名的拓扑相变，可以观察到实验，例如，与STM提示。本文研究了线内超导的电荷、自旋极化和对振幅三个体量。当系统经历从平凡相到拓扑相的相变时，自旋极化和对振幅的符号翻转。为了确定有前途的方法来观察散装签名的相变在运输实验中，我们计算的自旋电流之间流动的本地自旋极化探针，如STM针尖，和双纳米线系统中的Keldysh形式主义。我们发现自旋电流包含了体自旋极化符号翻转的信息，可以用来确定拓扑相变点。
2020-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Non-Zeeman splitting for a spin-resolved STM with a Kondo adatom in a spin-polarized two-dimensional electron gas
本文从理论上研究了近藤吸附原子和STM探针作用下自旋极化二维电子气的自旋分辨局域态密度。利用格林函数方法和无限库仑关联极限下的原子近似，得到了系统低温区的SR-LDOS解析表达式。这个正式的结果是由吸附原子散射和Fano干涉引起的相移。的SR-LDOS的探针位置和不同的Fano因子的函数进行了研究。我们的研究结果提供了一种替代的方式来自旋分裂的近藤共振，而不使用巨大的磁场，通常需要在吸附原子系统的特点是大近藤温度。我们观察到一个非塞曼自旋分裂的近藤共振在总LDOS，与一个自旋组件钉扎周围的主机费米能级。有趣的是，该结果与Phys.Rev.B82，020406（R）（2010）中报道的最近实验数据一致。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Magnetoelectric Switching on the Atomic Scale
MnBi 2 Te 4系列的内禀磁性拓扑绝缘体有望实现轴子绝缘体，轴子绝缘体是一种理论上预测的能够相互转换电信号和磁信号的物质状态，其性质令人想起宇宙学的轴子暗物质。在这里，我们报告的第一个实验实现的室温轴子单自旋开关的拓扑超材料MnBi2Te3。在扫描隧道显微镜（STM）实验中，通过使用STM针尖去除MnBi2Te4表面的Te原子层，原位产生了超材料。室温STM研究MnBi2Te3揭示了原子尺度的变化交换间隙和形成纳米级自旋气泡钉扎在亚表面缺陷。我们发现，利用STM针尖的局部电场，MnBi_2Te_3中的单个自旋态可以被可逆地转换，其磁电响应与理论预测的轴子绝缘体的响应相当。所观察到的拓扑表面磁性显着高于体Néel温度。
2020-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dielectric breakdown in spin polarized Mott insulator
在一维半填充哈伯德模型下，研究了莫特绝缘体对外电场的非线性响应，即介质击穿现象。结果表明，在近自旋极化绝缘体的极限下，基态衰变为激发态的holon-doublon对的速率可以用数值方法计算，也可以用解析方法计算，精度很高。结果表明，阈值电场与电荷间隙的关系为$F_{th} \propto Δ^{3/2}$ .对小系统的数值结果表明，在持续性的一个类似的机制，为减少磁化下降到非极化系统的击穿。
2012-01-18 cond-mat.str-el
Charge ordering, stripes and phase separation in manganese perovskite oxides: an STM/STS study
锰钙钛矿氧化物中与巨磁电阻（CMR）相关的相变的微观表征是理解其潜在机制的一个非常重要的组成部分。扫描隧道显微镜（STM）是最适合调查他们的一些报告的特点，包括电荷有序，晶格畸变，和电子相分离。在这里，我们研究Bi 1-XCaXMnO 3（BCMO）与x=0.76。在该组成下，BCMO在冷却时形成绝缘电荷有序相，其作为温度的函数的研究将允许识别金属-绝缘体相变（MIT）的原子尺度特征。我们观察到不同的原子尺度相在温度以上和以下的MIT，具有非常不同的电子和结构特征。结合STM显微照片和电流-电压隧穿特性，我们发现，电荷排序与局部导电状态（金属或绝缘）和局部结构顺序。此外，STM示出了这些相的共存，如对于一阶相变所预期的。
2005-11-05 cond-mat.str-el
Probing and controlling spin chirality in Mott insulators by circularly polarized laser
标量自旋手征性是一种打破时间反演对称性的三体自旋关联，它与圆偏振激光直接耦合。这是由Floquet形式主义的周期性驱动的排斥哈伯德模型与强耦合扩展。一个系统的推导出的有效的低能量哈密顿量的自旋自由度表明，耦合常数的标量自旋手征可以成为显着的情况下，驱动频率和现场相互作用是可比的。这意味着标量手性可以由圆偏振光诱导，或者它可以反过来用于探测莫特绝缘体中的手性作为圆二色性。
2017-07-05 cond-mat.str-el
Relating spin-polarized STM imaging and inelastic neutron scattering in the van-der-Waals ferromagnet Fe3GeTe2
范德华（vdW）铁磁体已经能够开发具有自旋电子学功能的剥离单层组装的异质结构，这使得在微观水平上理解并最终调整其磁性变得非常重要。迄今为止，关于这些系统的磁特性的信息主要来自宏观技术，对微观磁特性知之甚少。在这里，我们结合自旋极化扫描隧道显微镜和准粒子干涉成像中子散射建立的磁性和电子性质的金属VDW铁磁体Fe3GeTe2。通过在原子尺度上成像畴壁，我们可以将畴壁宽度与从非弹性中子散射中测量的磁振子色散中提取的交换相互作用和磁各向异性相关联，这两种技术之间具有良好的一致性。通过与密度泛函理论计算结果的比较，我们可以将准粒子干涉归因于自旋多数带。我们发现在费米能量的频带的一个维度二分法：少数字符的频带主要是二维的字符，而多数字符的频带是三维的。我们希望这将使新的自旋电子器件的设计原则。
2021-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Consistency between ARPES and STM measurements on SmB$_6$
强关联拓扑表面态是下一代量子应用的有前途的平台，但它们在实际材料中仍然难以捉摸。相关的近藤绝缘体SmB $_6$是最有希望的候选者之一，理论上预测的重狄拉克表面态的传输和扫描隧道显微镜（STM）的实验支持。然而，一个令人困惑的差异之间出现STM和角度分辨光电发射（ARPES）实验的钐$_6$。虽然ARPES探测到自旋纹理表面态，但它们的速度比预期的高一个数量级，而狄拉克点-任何拓扑系统的标志-只能在体价带深处推断。一个重要的挑战是，SmB $_6$缺乏一个自然的分裂平面，导致在有序的表面域限制在几十纳米。在这里，我们使用STM表明，表面能带弯曲可以转移能量功能域之间的10秒的毫电子伏。从我们的STM光谱开始，我们模拟了全光谱函数作为具有不同表面势的多个域的平均值。我们的模拟显示出与ARPES数据的良好一致性，从而解决了在单个域内平均多个带移域和原子分辨测量的大面积测量之间的明显差异。
2020-05-16 cond-mat.str-el
Spin-polarized tunneling currents through a ferromagnetic insulator between two metallic or superconducting leads
利用Keldysh公式计算了在两个非磁性引线之间夹有受限磁性绝缘体（I）的混合结构中的隧穿电流。引线可以是普通金属（M）或超导体（S）。在紧束缚近似下，为了尽可能清楚地理解隧穿电流的形成，每个区域都被建模为单个能带。隧穿过程本身是模拟的铅和绝缘体导带之间的杂交。绝缘体被假定为具有可以与隧穿电子相互作用的局部化的时刻。这是描述的近藤晶格模型（KLM）和内插自能方法处理。对于超导体，采用平均场BCS理论。电流的自旋极化表现出强烈的依赖于所施加的电压和材料的性质。即使对于这种理想化的三带模型，也有与实验定性一致的地方。
2007-08-21 cond-mat.str-el
Mott metal-insulator transition from steady-state density functional theory
我们提出了一个计算有效的方法来获得的光谱函数的整体系统的稳态密度泛函理论（i-DFT）的框架内使用理想化的扫描隧道显微镜（STM）的设置。我们计算通过STM尖端的电流，然后从有限偏置微分电导中提取光谱函数。虚构的非相互作用系统的i-DFT功能的交换相关（xc）的贡献，以保证相同的电流在真正的相互作用系统的偏置。精确的xc偏置的属性，建立使用费米液体理论，并随后实施构建近似的哈伯德模型。我们表明，两种不同的晶格结构的金属-绝缘体过渡被捕获的i-DFT。
2020-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
STM observation of the hinge-states of bismuth nanocrystals
本研究通过STM观察铋纳米晶体，证实其为二阶拓扑绝缘体，并发现铰链态普遍存在于晶面交线处，提出其源于跨纳米晶面的隧穿耦合。
2023-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strange electrical transport: Colossal magnetoresistance via avoiding fully polarized magnetization in ferrimagnetic insulator Mn3Si2Te6
巨磁电阻效应具有重要的基础和技术意义，主要存在于锰氧化物等少数材料中。在这里，我们报告巨大的磁阻是完全不同的，从所有其他材料。化学计量的Mn 3Si 2 Te 6是一种绝缘体，在78 K下具有亚铁磁转变。当外加磁场大于9特斯拉时，电阻率下降了7个数量级，导致在高达130 K时发生绝缘体-金属转变。然而，庞磁阻仅在沿难磁化轴施加磁场时发生，并且在沿磁化完全饱和的易磁化轴施加磁场时令人惊讶地不存在庞磁阻。分离易轴和难轴的各向异性场为13特斯拉，这对于名义上轨道动量和自旋轨道相互作用可忽略不计的锰离子来说是出乎意料的。双交换和Jahn-Teller扭曲驱动的空穴掺杂的锰氧化物不存在于Mn 3Si 2 Te 6。这些现象不符合现有的模型，表明了一种独特的，有趣的电传输类型。
2021-03-04 cond-mat.str-el
Effect of surface defects and few-atomic steps on the local density of states of the atomically-clean surface of topological insulator Bi$_2$Se$_3$
本文报道了拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$的原子级洁净（111）表面的超高真空低温扫描隧道显微镜（STM）和光谱（STS）研究结果。我们观察到几种类型的新的亚表面缺陷，其位置和电荷对应于生长的晶体的p型导电。热电效应的符号也指示p型传导。STM和STS测量表明，化学势总是位于体带隙内。我们还观察到在研究表面的五重层台阶附近的局部态密度的变化。这种变化对应于狄拉克锥位置的移动或台阶边缘附近的化学势的移动。
2014-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin and charge order in Mott insulators and d-wave superconductors
我们认为，方面的异常，低温，自旋和电荷动力学的高温超导体可以理解通过研究相应的物理未掺杂的莫特绝缘体。这种绝缘体显示从磁有序的尼尔态到具有自旋间隙的限制顺磁体的量子跃迁;后者具有键心电荷序，低能量S=1自旋激子，S=1/2自旋子的限制，以及靠近非磁性杂质的自由S=1/2矩。我们讨论了这些特性，以及量子相变，掺杂后的绝缘体演变成d波超导体。这个理论框架被用来进行一些预测STM测量和掺杂的莫特绝缘体在施加磁场的相图。
2001-08-26 cond-mat.str-el
Tunable unconventional Kondo effect on topological insulator surfaces
研究了在三维拓扑绝缘体表面上沉积磁性吸附原子，实现强自旋轨道相互作用的电子物质中自旋- $\frac{1}{2}$杂质的近藤物理。我们表明，拓扑表面状态的磁特性和Kondo屏蔽的存在强烈依赖于散装材料的细节，和具体的表面制备编码的时间反演保持边界条件的电子波函数。当这种可调的近藤效应发生时，杂质自旋被表面电子的纯轨道运动屏蔽。这种机制引起了表面金属的横向磁响应，以及可用于实验探测近藤共振签名的自旋纹理。我们的预测是特别相关的STM测量${\rm Pb Te}$类结晶拓扑绝缘体，但我们也讨论了其他类别的拓扑材料的影响。
2015-12-08 cond-mat.str-el
Landau Quantization of Massless Dirac Fermions in Topological Insulator
最近拓扑绝缘体（TI）的理论预测和实验实现引起了人们对这种量子物质新状态的浓厚兴趣。Bi_2Te_3，Bi_2Se_3，Sb_2Te_3等三维TI的表面态由单个无质量的Dirac锥组成。在材料中具有相反自旋的两个表面态分支的交叉完全受到狄拉克点处的时间反演（TR）对称性的保护，该对称性不能被任何TR不变扰动破坏。薄膜生长的最新进展使这种独特的二维电子系统（2DES）可以通过扫描隧道显微镜（STM）和光谱学（STS）进行探测。在STM实验中发现了非磁性杂质诱导的背散射被禁止的有趣的TR对称性保护的拓扑态。本文报道了用STM/STS方法对磁场中Bi_2Se_3拓扑表面态的朗道量子化。对离散朗道能级的直接观测有力地支持了拓扑态的二维性质，并直接证明了TI中朗道能级的非简并结构。我们证明了无质量狄拉克费米子的线性色散的LLS的平方根依赖于磁场。LLS的形成暗示了2DES的高迁移率，这已被预测为导致TI的拓扑磁电效应。
2010-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Excitonic Chern insulator and kinetic ferromagnetism in MoTe$_2$/WSe$_2$ moiré bilayer
提出了AB叠层MoTe $_2$ /WSe $_2$系统量子反常霍尔效应的新机制.在观察到层间隧穿在AB层中被抑制的基础上，我们考虑了一个通过库仑相互作用耦合的两层模型。两层的莫尔晶格发生位移，共同形成蜂窝晶格。最初，该系统是在层极化莫特绝缘体在$ν_T=1$。而在位移场作用下，两层中分别掺杂相同数量的空穴和电子，形成层间激子凝聚。通过平均场论，我们发现在一定的参数范围内$\pm$ ip激子凝聚，从而得到一个具有陈数$C=\pm 1$的陈绝缘体.由于动能而不是相互作用，谷被极化。但是，这两层中的偏振可以相同或相反，这取决于远离对称点的小扰动。因此，谷极化和谷间相干（IVC）陈绝缘体相都是可能的。后者在两层中具有相同的自旋$S_z$。
2023-02-07 cond-mat.str-el
Surface state evolution induced by magnetic order in axion insulator candidate EuIn2As2
通过时间反演对称性破缺对狄拉克表面态的能隙可以实现凝聚态中的轴子绝缘体态。尽管付出了巨大的努力，但只有少数材料系统属于这一类的内禀磁性拓扑绝缘体（TI）。最近的理论计算提出反铁磁EuIn $_2$ As $_2$是一个具有带隙表面态的拓扑非平凡磁性绝缘体。在这里，我们使用扫描隧道显微镜和光谱（STM/STS）补充密度泛函理论（DFT）的计算和建模，以探测表面的电子态在EuIn $_2$作为$_2$。我们发现一个自旋-轨道诱导的体间隙~120 meV位于只有几个meV以上的费米能量，拓扑表面状态驻留。与温度相关的测量提供了在低于原子力显微镜量级的低温下表面态部分能隙（~40 meV）的证据，该能隙随着温度的升高而减小，但在高于$T_N$时保持有限
2022-09-20 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in the two-dimensional fully polarized homogeneous electron gas from Hartree-Fock solutions
我们确定的基态的二维，完全极化的电子气的Hartree-Fock近似内没有强加任何特定的对称性的解决方案。在低电子密度下，维格纳晶体溶液是稳定的，但对于更高的密度（$r_s$小于$\sim 3$），我们得到不同对称性的基态：电荷密度形成三角形晶格，其位置比电子多11%。我们认为，这种导电状态与破坏平移对称性仍然是基态的高密度区域的热力学极限引起的金属到绝缘体的过渡。
2008-07-07 cond-mat.other cond-mat.str-el
Topological Phases in AB-Stacked MoTe$_2$/WSe$_2$: $\mathbb{Z}_2$ Topological Insulators, Chern Insulators, and Topological Charge Density Waves
我们提出了一个理论上的量子相图AB堆叠MoTe $_2$ /WSe $_2$使用自洽的Hartree-Fock计算在平面波的基础上进行，在这个系统中的拓扑状态的观察的动机。在填充因子$ν=2$（每个莫尔晶胞两个孔）下，库仑相互作用可以通过打开电荷间隙来稳定$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体。在$ν=1$中，相互作用诱导了三类竞争态，自旋密度波态，面内铁磁态和谷极化态，它们经历了由面外位移场调谐的一级相变。在一定的位移场作用下，谷极化态成为陈氏绝缘体。此外，我们预测的拓扑电荷密度波形成一个蜂窝晶格的铁磁性在$ν=2/3$。这个多功能的系统托管一套丰富的量子相位的未来方向进行了讨论。
2022-08-09 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition in the Hartree-Fock phase diagram of the fully polarized homogeneous electron gas in two dimensions
在Hartree-Fock近似下，我们用数值方法确定了二维全极化电子气的基态，而不对解施加任何特殊的对称性.在低电子密度下，维格纳晶体溶液是稳定的，但对于更高的密度（$r_s$小于$\sim 2.7$），我们得到不同对称性的基态：电荷密度形成三角形晶格，其位置比电子多11%。我们分析证明，这种导电状态与破缺的平移对称性具有较低的能量比均匀的费米气体状态在高密度区引起的金属到绝缘体的转变。
2008-10-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Isospin competitions and valley polarized correlated insulators in twisted double bilayer graphene
当一个给定的对称性自发破缺时，物质的新相通常会出现，这可能涉及电荷、自旋和自由度的谷值。在这里，我们报告了一个新的相关绝缘体从自旋极化状态演变到谷极化状态的AB-BA堆叠扭曲双层石墨烯（TDBG）的观察。同位旋极化的转变是位移场（D）驱动下自旋与谷之间竞争的结果。在高场|D| > 0.7 V/nm时，我们观察到具有~10的大塞曼g因子的谷极化相关绝缘体，无论是在莫尔导带中的v = 2还是更令人惊讶的是在莫尔价带中的v = -2。相比之下，在< 0.6 V/nm的中场|D|下，它在v = 2时是传统的自旋极化相关绝缘体，在v =-2时是无特征的金属。此外，我们观察到一个谷极化的Chern绝缘体，C = 2，在电子侧的v = 2和谷极化的费米面附近的v = -2的空穴侧。C = 2的陈谷绝缘体在2e^2/h处有一个量子化的霍尔电导平台，相应地纵向分量消失。谷极化费米面在C = 0时是拓扑平凡的，并且在v_LL = 0，1，2，3，4等时表现出一系列量子化的朗道能级。这些观测结果与我们的能带和拓扑计算结果吻合得很好。我们的研究结果表明，在TDBG中通过位移场实现同位旋控制和获得新的物质相是一种可行的方法，并可能有益于其他扭曲或非扭曲的多层膜系统。
2021-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sr2CrOsO6: Endpoint of a spin polarized metal-insulator transition by 5d band filling
为了寻找室温下具有高自旋极化率的新型自旋电子材料，我们合成了居里温度为725 K的锇基双钙钛矿材料。我们的综合实验结果证实了存在一个相当大的诱导磁矩在Os网站，支持带结构计算与建议的动能驱动机制亚铁磁性在这些化合物。Sr 2CrOsO 6的有趣特性是，由于5d能带填充，它处于金属-绝缘体转变的终点，同时保持亚铁磁性和高自旋极化。
2007-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The graphene sheet versus the 2DEG: a relativistic Fano spin-filter via STM and AFM tips
我们从理论上探讨的状态密度（LDOS）探测的STM针尖的2D系统托管的吸附原子和亚表面杂质，都电容耦合到AFM针尖和穿越反平行的磁场。分析了两种设置，单层石墨烯和二维电子气（2DEG）。AFM针尖将杂质水平设置在费米能，其中出现两种相反的行为：石墨烯的Fano因子发散，而在2DEG中它接近于零。结果，LDOS的自旋简并性仅在石墨烯系统中被提升，特别是对于Fano干涉的不对称机制。这种限制的后果是一个违反直觉的现象，它包括一个占主导地位的Fano因子，由于即使有一个较强的STM吸附原子耦合的亚表面杂质。因此，我们找到了一个完整的极化电导，只需垂直位移的STM尖端的位置。据我们所知，我们的工作是第一个提出Fano效应作为石墨烯中过滤自旋的机制。这一特征源于能带结构中的无质量狄拉克电子，并允许我们将石墨烯主体用作相对论性Fano自旋过滤器。
2013-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin polarized nematic order, quantum valley Hall states, and field tunable topological transitions in twisted multilayer graphene systems
我们从理论上研究了扭曲多层石墨烯系统中的关联绝缘态、量子反常霍尔（QAH）态以及不同关联态之间的场诱导拓扑跃迁。以扭曲双层单层石墨烯和扭曲双层石墨烯为例，研究了在有限位移场下，两个体系在1/2平带填充处都处于自旋极化的$C_{3z}$ -破缺绝缘体态，且Chern数为零.在某些情况下，这些自旋极化的，非线性绝缘体状态是在量子谷霍尔相位凭借非平凡的能带拓扑的系统。当只考虑谷内库仑作用时，自旋极化绝缘体态与谷极化绝缘体态是准简并的。这种准简并可以通过原子的原位相互作用分裂，使得自旋极化的基态成为唯一的基态。这种情况适用于1/2填充的各种扭曲多层石墨烯系统，因此可以被认为是通用机制。此外，在垂直磁场作用下，多层石墨烯体系中的轨道塞曼分裂和场致电荷密度变化会与原子Hubbard相互作用相互竞争，从而在小起始磁场作用下驱动自旋极化零陈数态向谷极化QAH态的跃迁.
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Visualizing and manipulating chiral interface states in a moiré quantum anomalous Hall insulator
本研究在转角单层-双层石墨烯量子反常霍尔绝缘体中操控陈数畴，借助STM直接成像手性界面态波函数，还可诱导新畴创建可调手性的界面态，证实了其手性并确定谷极化反转特征尺度，为关联莫尔系统拓扑性质研究提供平台。
2023-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Inhomogeneous d-wave superconducting state of a doped Mott insulator
最近的扫描隧道显微镜（STM）测量发现了高Tc超导体BSCCO中显著的电子不均匀性，即局域态密度（LDOS）和超导能隙的纳米尺度空间变化。根据实验结果，我们认为这种不均匀性是由局部氧掺杂水平的变化引起的，可能是掺杂莫特绝缘体的共性，它在与短相干长度相当的原子尺度上表现出非常规的掺杂离子势屏蔽。在这里，我们为这一图景提供了理论支持。我们研究了掺杂的莫特绝缘体内的一个广义的t-J模型，其中掺杂伴随着离子库仑电位集中在BiO平面。我们计算了LDOS谱、积分LDOS和局域超导能隙，并与实验进行了详细的比较，发现与实验数据非常吻合。我们强调了非常规的屏蔽在掺杂莫特绝缘体和非线性屏蔽占主导地位，在纳米尺度上，这是起源的电子不均匀性。它导致局部空穴密度的强不均匀再分布，并促进局部掺杂浓度的概念。我们发现，非均匀性结构体现在所有的能量尺度的STM隧道微分电导，并阐明的相似性和差异之间的数据在恒定的隧道电流模式和相同的数据归一化，以反映恒定的针尖到样品的距离。我们还讨论了欠掺杂的情况下，非线性屏蔽的离子势变成一个discreative混合物的补丁与较小的配对间隙嵌入在一个背景下，具有较大的差距，单粒子激发的空间电子结构。
2002-01-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Intra pseudogap- and superconductivity-pair spin and charge fluctuations and underdome metal-insulator (fermion-boson)-crossover phenomena as keystones of cuprate physics
铜氧化物实验中最有趣的观察结果很可能是金属-绝缘体-交叉（MIC），当超导性被抑制时，在强磁场下铜氧化物的温度掺杂相图的穹顶下区域中可以看到。这种介电效应导致了热导率下降、反常洛仑兹比、非线性熵、绝缘基态、向列相和条纹相以及费米口袋等现象，揭示了赝能隙正常相的非常规介电特性。由于传统的超导性是从导电的正常相出现的，因此理解超导性是如何从绝缘态产生的就成为了一个基本问题，因此也是所有铜氧化物物理学的基石。最近，在解释物理可视化扫描隧道显微镜（STM）的实空间纳米区域（NR），表现出一个能隙，我们已经成功地理解，这些NR的最小尺寸提供赝能隙和超导对，这是单玻色子。在这项工作中，我们讨论了粒子内的磁自旋和电荷的波动，最近观察到的隐藏的磁秩序和STM实验中的这些玻色子。我们发现，在我们最近发展的库仑单玻色子和单费米子双液体模型中，上述所有的MIC现象都可以得到，MIC是单费米子的样本简化NR到单玻色子的样本简化NR的交叉。
2016-06-07 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polarized heat current generated by quantum pumping in two-dimensional topological insulators
本文研究了含时外场作用下双量子点接触二维拓扑绝缘体的输运性质。在所提出的设置中，外部栅极被放置在单个收缩上方，并且它仅与属于顶部边缘的电子耦合。这种不对称配置和交流信号的存在允许量子泵浦机制，这反过来可以在无偏置的器件配置中产生有限的热和电荷电流。与外部时间相关的栅极电位耦合的微观模型的发展和感生的有限热和电荷电流进行了研究。我们表明，在非相互作用的情况下，热流是与一个单一的自旋分量，由于边缘状态的螺旋性质，因此，在这种配置中得到一个有限的和极化的热流。电子-电子通道间相互作用的存在强烈影响电流信号，降低系统的极化程度。最后，我们还表明，单独的热量和电荷流可以实现，不同的幅度的外部门。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-polarized angle-resolved photoelectron spectroscopy of the so-predicted Kondo topological insulator SmB6
未掺杂和轻微掺杂Eu的SmB 6显示出随着温度降低而打开的带隙低于~150 K。在15 K时费米能级（EF）附近的光谱形状显示，随着光子能量（hn）从17 eV降低到7 eV，结合能（EB）约为12 meV的峰强度强烈增加。角分辨光谱的SmB 6测量在hn = 35 eV后，就在原位裂解显示出清晰的分散体的几个带在EB区域从EF到4 eV。然后在12 K和~50度的光入射角下测量自旋极化光电子谱。与线偏振光激发时自旋极化的缺乏相反，在圆偏振光激发的情况下观察到清晰的自旋极化。在EB~12和~150 meV处的两个显著峰显示出相反的自旋极化符号，当光的螺旋度反转时，自旋极化符号反转。自旋极化的符号和大小与6 H 5/2和6 H 7/2态的理论预测一致。
2013-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Linearly polarized GHz magnetization dynamics of spin helix modes in the ferrimagnetic insulator Cu$_{2}$OSeO$_{3}$
线性二向色性--电磁波的偏振相关吸收--在DNA结构测定或光学技术中的偏振滤光器等各种应用中被常规地利用。在这里，具有大长宽比的附加吸收器是先决条件。对于磁化动力学在几GHz的频率制度严格的线性二向色性没有观察到超过八十年。在这里，我们表明，散装手性磁铁铜$_{2}$ OSeO $_{3}$表现出线性极化磁化动力学在一个意想不到的小频率约2 GHz。与由非磁性吸收体组装的光学滤波器不同，磁体作为块体材料提供线性偏振，用于极宽范围的长宽比。此外，给定模式的偏振平面可以通过宽度的微小变化切换90 $^\circ$。我们的研究结果揭示了一个新的光磁化动力学的亚铁磁有序结合各向异性交换相互作用提供了严格的线性极化和交叉极化模式的样品形状的广泛范围。这一发现允许新的设计规则和优化的微波到磁振子转换在新兴的微波技术。
2017-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological spin Hall effects and tunable skyrmion Hall effects in uniaxial antiferromagnetic insulators
电流驱动反铁磁skyrmions物理学的最新进展已经观察到马格努斯力的缺失。我们概述了这种现象的对称性原因，并表明，这种取消将失败的情况下，自旋极化电流。配对微磁学模拟与半经典自旋波输运理论，我们表明，skyrmions产生自旋极化的横向磁振子电流，自旋极化的磁振子电流可以反过来产生反铁磁skyrmions的横向运动。我们研究铁磁和反铁磁的情况下的skyrmion霍尔角的频率依赖性的定性差异，并关闭提出一个简单的skyrmion为基础的磁振子设备的自旋通道解复用。
2019-05-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the Quantized Berry Phases in 1H-NbSe$_2$ Using Scanning Tunneling Microscopy
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Oxford（牛津大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of Florida（佛罗里达大学）
本研究开发了结合从头算轨道波函数与STM信号提取轨道间关联函数的新方法，首次在实验上明确识别出1H-NbSe₂中的阻碍原子绝缘相，该方法可推广至其他材料体系。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Axionic tunneling from a topological Kondo insulator
Rutgers University（罗格斯大学）；University of Greifswald（格赖夫斯瓦尔德大学）；Harvard University（哈佛大学）；Sun Yat-sen University（中山大学）；Zhejiang University（浙江大学）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）；Royal Holloway, University of London（伦敦大学皇家霍洛威学院）
研究通过STM观测到拓扑Kondo绝缘体中轴子电动力学的电压诱导磁化现象，揭示了自旋极化源自轴子效应而非传统磁性。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-polarized Andreev tunneling through the Rashba chain
我们证明，选择性等自旋Andreev反射（SESAR）光谱可以用于STM实验中区分零能量Majorana准粒子从普通费米子状态的Rashba链。这种用于探测p波超导性的技术可以应用于沉积在超导Pb衬底上的磁性Fe原子链中等自旋电子的位间配对。我们对单个自旋分量的有效配对振幅的计算暗示了磁极化的Andreev电导，它可以用来从普通的带隙态中“过滤”Majorana准粒子，尽管纯自旋电流（即，完美的极化）是不可能的。
2017-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Site-polarized Mott phases competing with a correlated metal in twisted WSe$_2$
University of Hamburg（汉堡大学）；The Hamburg Centre for Ultrafast Imaging（汉堡超快成像中心）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter（物质结构与动力学马普研究所）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute（平顿研究所计算量子物理中心）；Tsientang Institute for Advanced Study, Zhejiang（浙江大学前沿技术研究院（紫江））；Songshan Lake Materials Laboratory（松山湖材料实验室）
本研究通过动态平均场理论揭示扭曲WSe₂中相关金属与三种位极化绝缘体的竞争机制，解释了金属-绝缘体转变和输运特性不对称性。
2025-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Dirac mass generation from crystal symmetry breaking on the surfaces of topological crystalline insulators
拓扑表面态（SS）的可调谐性和狄拉克能隙的可控打开是拓扑材料领域的重要研究内容。在拓扑晶体绝缘体（TCI）中，最近观察到自发产生的狄拉克能隙，这归因于立方晶体对称性破缺。然而，这种结构畸变迄今尚未被直接观察到，并且通过晶体对称性破缺打开狄拉克能隙的微观机制仍然难以捉摸。在这项工作中，我们提出了扫描隧道显微镜（STM）测量的TCI铅$_{1-x}$锡$_x$硒为广泛的合金组合物跨越拓扑和非拓扑制度。STM形貌直接揭示了表面上的破坏性扭曲，它将质量赋予了原本没有质量的狄拉克电子--这一机制类似于粒子物理学中长期以来备受追捧的希格斯机制。值得注意的是，我们的测量结果表明，狄拉克间隙尺度与合金成分，而失真的大小几乎保持不变。基于理论计算，我们发现狄拉克质量是由成分相关的SS渗透深度，这决定了重量的SS在扭曲的区域，被限制在表面控制。最后，我们发现在非拓扑区域中存在SS，它具有带隙的双支狄拉克费米子的特征。
2014-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Interaction-driven spontaneous broken-symmetry insulator and metals in ABCA tetralayer graphene
本研究通过近场红外成像与量子输运测量，在ABCA四层石墨烯中观测到库仑相互作用驱动的多种自发破缺对称态及其相变，并证明其为研究破缺对称性的理想平台。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-polarized Correlated Insulator and Superconductor in Twisted Double Bilayer Graphene
铁磁性和超导性通常彼此竞争，因为磁体中产生的内部磁场抑制常规超导体中自旋单线态库珀对的形成。在重费米子系统中，只有少数铁磁超导体是已知的，其中窄能带促进的多体电子相互作用在稳定这些涌现状态中起着关键作用。最近，相互作用驱动的超导性和铁磁性已被证明是由石墨烯莫尔超晶格实现的平带的不同密度区域中的单独现象。在单一基态中结合超导性和磁性可能会导致更奇异的量子相。在这里，采用范德华异质结构的扭曲双层石墨烯（TDBG），我们实现了一个平坦的电子带，是可调的垂直电场。与魔角扭曲双层石墨烯类似，TDBG在半和四分之一填充的平坦带处表现出能隙，表明相关绝缘态的出现。我们发现这些绝缘态的能隙随面内磁场的增加而增加，这表明了铁磁有序。在掺杂铁磁半填充绝缘体时，出现超导性，其临界温度由密度和电场两者控制。我们观察到，在低场区，面内磁场增强了超导电性，这表明自旋极化电子配对。在TDBG中发现的自旋极化超导态为相互作用驱动的拓扑超导性的工程化提供了一条新的途径。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
