Generic Wavefunction Description of Fractional Quantum Anomalous Hall States and Fractional Topological Insulators
我们提出了一种构造一般分数量子反常霍尔态的系统方法，它是分数量子霍尔态到具有零净磁场和全晶格平移对称的晶格模型的推广.也可以构造局部和非线性不变的哈密顿量，其中所提出的状态是唯一的基态。我们的结果表明，一般的手征拓扑有序态可以在晶格模型中实现，而不需要磁平移对称性和朗道能级结构。我们进一步推广我们的方法的时间反演不变模拟分数量子霍尔态-分数拓扑绝缘体，并提供了第一个明确的波函数描述分数拓扑绝缘体在自旋守恒的情况下。
2011-05-21 cond-mat.str-el
Kondo Tunneling into a Quantum Spin Hall Insulator
阐述了由普通金属、量子点和二维拓扑绝缘体（处于量子自旋霍尔态）组成的结的物理性质。它是近藤关联和量子自旋霍尔边缘态在二维拓扑绝缘体两侧运动的微妙结合。在窄条几何形状中，这些边缘状态相互作用，并且在边缘状态谱中打开间隙。因此，Kondo屏蔽效果较差，并且影响通过结的电子输运。具体地说，当边缘态耦合足够强时，隧穿微分电导在零温度下出现下降，而不是标准的零偏压近藤峰。
2012-01-03 cond-mat.str-el
Large Phonon Thermal Hall Conductivity in a Simple Antiferromagnetic Insulator
已知声子在某些绝缘体中产生热霍尔效应，包括具有稀土杂质的氧化物、量子顺电体、多铁性材料和铜氧化物莫特绝缘体。在每种情况下，材料的一个特殊特征被假定为与在磁场中赋予声子手性的基本机制相关。问题是声子霍尔效应是一种不寻常的现象--与特殊的特性有关，如稀土杂质的斜散射、结构畴、铁电性、铁磁性--还是一种比迄今为止所认为的更常见的绝缘体特性。为了帮助回答这个问题，我们转向了一个简单的绝缘体，没有以前遇到的特殊功能：立方反铁磁体Cu $_3$ TeO $_6$。我们发现它具有迄今为止任何绝缘体中最大的霍尔热导率$κ_{\rm{xy}}$。我们表明，这是由于声子的记录高的$κ_{\rm{xy}}$信号，它不需要存在的磁秩序，因为它持续高于有序温度。我们的结论是，声子霍尔效应可能是一个相当普遍的性质的固体。
2021-10-25 cond-mat.str-el
On the Stability of Quantum Hall Kagome-ice Insulator
利用精确对角化方法，数值研究了Kagome-ice绝缘体的三维稳定性和自旋各向异性轴的倾斜角。最近发现的kagome-冰绝缘体，在2/3电子填充在kagome晶格上的双交换模型，是一个陈氏绝缘体，尽管没有磁性长程序的量子化霍尔响应。我们发现，这种特殊的状态保持稳定时，晶格扩展到三维各向异性烧绿石晶格中的弱层间耦合区域。另一方面，我们表明，戈薇冰绝缘体也是稳定的对倾斜角的变化。此外，我们发现另一个kagome冰绝缘体在1/3填充在不同的范围内的倾斜角。我们的研究结果表明，量子反常霍尔响应是广泛观察到的变种kagome冰双交换系统。
2013-09-19 cond-mat.str-el
Phonon Hall Viscosity in Magnetic Insulators
在晶格声子的低能描述中，声子霍尔粘滞度是表示时间反演对称性破缺的主要项。它可以产生声子Berry曲率，并可以通过声学法拉第效应和热霍尔输运在实验上观察到。本文提出了一个系统的方法来获得外磁场作用下磁性绝缘体中由声子-磁振子相互作用引起的声子霍尔粘滞系数。我们得到了导致非零法拉第旋转和霍尔电导率的一般对称性判据，并阐明了晶格对称性、自旋轨道耦合、外磁场和磁有序之间的相互作用。通过微观计算验证了对称性分析。通过构造描述自旋动力学和自旋-晶格耦合的广义霍尔允许的有效作用量，并对自旋涨落进行积分，可以得到声子有效作用量中的首阶时间反演破缺项，即声子霍尔粘滞.本文对四方晶格的铜氧化物莫特绝缘体Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的反铁磁体进行了详细的分析，所述方法可以推广到其它磁性绝缘体。
2021-03-07 cond-mat.str-el
Spin Hall effect in a Doped Mott Insulator
在不涉及自旋-轨道耦合的强关联系统中，证明了守恒自旋霍尔流的存在。自旋霍尔电导率由本征体性质决定，即使在零温度下强磁场中电荷电阻率发散时，本征体性质也是有限的。在后一个极限状态对应于自旋霍尔绝缘体。这种系统是一个掺杂的莫特绝缘体的相弦论描述，自旋霍尔效应被预测共存的能斯特效应来表征的低温赝隙相的本征性质。在自旋电子学中的可能应用也被提及。
2005-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hall effect in doped Mott insulator: DMFT-approximation
在动力学平均场论的框架下，分析了掺杂莫特绝缘体作为母体铜氧化物超导体的霍尔效应。我们考虑部分填充（空穴掺杂）的下哈伯德带和计算霍尔系数和霍尔数的依赖空穴掺杂，确定的临界浓度的霍尔系数的符号变化。注意到霍尔效应的显著温度依赖性。结果表明，在YBCO的正常状态下，霍尔数的浓度依赖性与实验结果吻合得很好。
2022-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The thermal Hall conductance of two doped symmetry-breaking topological insulators
本文研究了两种破断拓扑绝缘体模型。它们是Chakravarty，Laughlin，Morr和Nyack[1]提出的d-密度波哈密顿量的变体，用来解释铜氧化物的赝能隙。掺杂后，两种模型都表现出类似于文献[1]中报道的反常热霍尔效应。[2]的文件。此外，它们还具有沿布里渊区对角线中心的空穴袋，这与参考文献中测量的霍尔系数一致。[3]。
2019-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Symmetry-enforced quantum spin Hall insulators in $π$-flux models
本文证明了二维$π$通量模型中量子自旋霍尔效应的Lieb-Schultz-Mattis定理。在存在时间反演、$U(1)$电荷守恒和磁平移（每个晶胞具有$π$ -通量）对称性的情况下，如果一般的相互作用哈密顿量在半填充（即每个晶胞具有奇数个电子）时具有唯一的带隙对称基态，则它只能是QSH绝缘体。换句话说，平凡的莫特绝缘体在半填充时被对称性所禁止。我们进一步证明了这种非线性增强的QSHE可以在冷原子中实现，通过摇动光晶格和施加含时塞曼场。
2017-03-14 cond-mat.str-el
Quantum Hall Superfluids in Topological Insulator Thin Films
三维拓扑绝缘体具有受保护的Dirac锥表面态。本文提出了磁场诱导的拓扑绝缘体薄膜有序态，其中上下表面之间自发地建立了相干。我们发现，这些材料的大介电常数增加层分离范围内的相干生存和降低超流声速，但对超流密度或电荷间隙的影响不大。在总朗道能级填充因子$ν_T=0$的相干态被预测为无边缘模式，定性地改变其输运现象。
2011-07-14 cond-mat.str-el
Anomalous Hall metal and fractional Chern insulator in twisted transition metal dichalcogenides
本文预测扭曲过渡金属硫族化合物同质双层中由库仑相互作用驱动的伊辛铁磁性，发现完全自旋极化半金属具有自旋能隙并表现出反常霍尔效应，且在魔角附近1/3填充下可能转变为电荷密度波或分数量子霍尔绝缘体。
2022-07-18 cond-mat.str-el
Lattice symmetry and emergence of antiferromagnetic quantum Hall states
具有非平凡拓扑带的系统中的强局域相互作用可以稳定量子态，如磁性拓扑绝缘体。我们研究了晶格对称性对可能出现的反铁磁量子霍尔态的影响。我们考虑的Spinful的Harper-Hofstadter模型扩展的下一个最近邻（NNN）跳跃，打开一个间隙在半填充，并允许实现量子霍尔绝缘体。量子霍尔绝缘体具有陈数$\mathcal{C}=2$，因为两个自旋分量处于相同的量子霍尔状态。我们在系统中沿$\hat{x}$方向增加了一个有利于正常绝缘体的交错势$Δ$，并在系统中增加了有利于莫特绝缘体的Hubbard相互作用$U$.莫特绝缘体是一个Néel反铁磁小和条纹反铁磁大NNN跳跃。我们调查的$U$ - $Δ$相图的小和大NNN跳跃模型。结果表明，在大NNN跳变时，相图中存在$\mathcal{C}=1$条状反铁磁量子霍尔绝缘体，而在小NNN跳变时，不存在等效的$\mathcal{C}=1$ Néel反铁磁量子霍尔绝缘体.我们讨论了只有当自旋翻转效应不能被空间群操作补偿时，才能出现$\mathcal{C}=1$反铁磁量子霍尔绝缘体。我们的研究结果可以作为一个指导方针，在未来的研究中寻找反铁磁量子霍尔态。
2021-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological phases in Iridium oxide superlattices: quantized anomalous charge or valley Hall insulators
研究了沿[001]晶轴生长的斜方钙钛矿型氧化铱超晶格的拓扑相。由于Ir氧化物双层超晶格中5d轨道的强自旋轨道耦合和电子关联效应，Ir氧化物双层超晶格呈现出拓扑磁性绝缘体，表现出量子化的反常霍尔效应。根据堆叠的两层，我们还发现了一个山谷霍尔绝缘体与反向传播的边缘电流从两个不同的山谷和拓扑晶体绝缘体的边缘状态的晶格对称性的保护。在单层Ir氧化物超晶格中，当施加应变场以破坏保护Dirac点的滑移面的对称性时，可以实现拓扑绝缘体。在磁有序或面内磁场的存在下，它变成拓扑磁绝缘体。我们讨论这些拓扑相和实验签名的基本成分，以测试我们的理论建议。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition Tuned by External Gates in Hall Systems with Constrictions
研究了Roddaro等人[1]最近实验中报道的具有点收缩的量子霍尔（QH）系统中由外部门调谐的金属-绝缘体跃迁的性质。我们将这种现象归因于整数边缘分裂成导电和绝缘条纹，后者足够宽以允许边缘结构的稳定性。沟道间杂质散射和沟道间库仑相互作用不会使这幅图不稳定。
2006-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon thermal Hall effect in charge-compensated topological insulators
本研究系统探究电荷补偿型拓扑绝缘体的输运特性，发现低温下显著的声子热霍尔效应，观测结果支持带电杂质斜散射的理论机制，为理解声子热霍尔效应的起源提供了新的实验依据。
2024-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Current Correlations in Quantum Spin Hall Insulators
我们考虑一个四端结构的二维拓扑绝缘体（量子自旋霍尔绝缘体），上下边缘之间有局域隧穿。边缘模被建模为螺旋Luttinger液体和电子-电子相互作用被准确地考虑。利用微扰理论，我们导出了边间电流的累积母函数。我们发现，不同的可能的传输通道引起不同的签名在电流噪声和电流的互相关，这可以利用在实验中阐明电子-电子相互作用和螺旋性质的边缘状态之间的相互作用。
2011-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall effect of the surface states in topological insulator
在边缘态框架下研究了垂直磁场作用下拓扑绝缘体表面态的量子霍尔效应。狄拉克费米子的运动将形成离散的朗道能级，其中完全饱和的零模将根据狄拉克费米子有效质量的符号在边界附近有不同的行为。霍尔电导被量子化为n（n为整数），单位为：正质量为e^2/h，负质量为n+1，无质量费米子为n+1/2。在拓扑绝缘体中，狄拉克费米子的质量项可以是磁场中的塞曼耦合，也可以是薄膜中的有限尺寸效应引起的。例如Bi_2Se_3的g因子是正的，对狄拉克费米子产生正的质量项。我们致力于拓扑绝缘体中量子霍尔效应的实验实现。
2009-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Fractional Chern Insulators to a Fractional Quantum Spin Hall Effect
我们研究了平坦能带的代数结构，平坦能带的部分填充可能引起分数量子反常霍尔效应（或分数陈氏绝缘体）和分数量子自旋霍尔效应。这两种效应都出现在足够平坦的能带以及大致平坦和均匀的Berry曲率的情况下，使得全局陈氏数（拓扑不变量）可以与局部非对易几何相关联。这种几何形状类似于我们更熟悉的情况，即强磁场中二维电子系统中的分数量子霍尔效应。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum-Hall to Insulator Transition in Ultra-low-carrier-density Topological Insulator Films and a Hidden Phase of the Zeroth Landau Level
在磁场作用下的拓扑表面态的一个关键特征是在零能量处存在第零朗道能级。尽管如此，探测第零朗道能级一直具有挑战性，因为大的电子空穴水坑涂抹了它的能量景观。在这里，通过开发超低载流子密度的拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_3$薄膜，我们能够达到一个极端的量子极限的拓扑表面状态，并揭示了一个隐藏的相位在零朗道水平。首先，我们发现了一个意想不到的量子霍尔到绝缘体的转变附近的零朗道水平。然后，通过详细的标度分析，我们发现这种量子霍尔到绝缘体的转变属于一个新的普适类，这意味着这里发现的绝缘相具有与非拓扑系统中的绝缘相根本不同的起源。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz Quantum Hall Effect in a Topological Insulator
利用外加磁场下的THz光谱研究了应变碲化汞（HgTe）三维拓扑绝缘体的低温电荷动力学。从法拉第旋转角和椭圆率得到了载流子的完整表征，包括二维密度、散射率和费米速度。得到的费米速度值为样品中载流子的狄拉克特性提供了进一步的证据。在谐振器实验中，我们观察到量子霍尔振荡在太赫兹频率。从这些振荡的周期估计的2D密度同意与拓扑表面状态的直接传输实验。我们的发现为拓扑绝缘体中有限频率量子霍尔效应的研究开辟了新的途径。
2012-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insulator, semiclassical oscillations and quantum Hall liquids at low magnetic fields
在低磁场下，对二维GaAs电子系统进行了磁输运测量，以研究量子霍尔效应。在从绝缘体到QH液体的过渡中观察到Shubnikov-de Haas（SdH）公式的振荡，当所观察到的几乎与温度无关的霍尔斜率表示微不足道的相互作用校正。我们的研究表明，SdH振荡的存在，在这样的过渡可以理解的基础上的非相互作用模型。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Prospect of quantum anomalous Hall and quantum spin Hall effect in doped kagome lattice Mott insulators
具有非平凡拓扑结构的电子态具有许多新的现象，具有革命性信息技术的潜力。量子反常霍尔效应提供了电子的自旋极化无耗散输运，而量子自旋霍尔效应与超导性的结合已经被提出作为实现无退相干量子计算的基础。我们介绍了一种实现这些效应的新策略，即通过空穴和电子掺杂可果美晶格莫特绝缘体，例如，化学取代。作为一个例子，我们将这种新的方法应用于天然矿物Herbertsmithite。我们证明了所提出的修改的可行性进行从头计算密度泛函理论计算，并证明了发生的预测效果，使用现实的模型。我们的研究结果预示着一个新的家庭的量子反常霍尔和量子自旋霍尔绝缘体在负担得起的能量/温度标度的基础上，戈薇晶格的过渡金属离子。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak Field Hall Resistance and Effective Carrier Density Through Metal-Insulator Transition in Si-MOS Structures
通过金属-绝缘体转变，研究了不同迁移率的Si-MOS结构中二维电子层的弱场霍尔电压。在过渡金属一侧的临界密度附近，我们发现霍尔电压与其经典值有微弱的偏差（约6- 20%）。该偏差与对角电阻率rho_{xx}（T）的强温度依赖性无关。在迁移率最高的样品中发现R_{xy}的最小偏差，其对角电阻率ρ_{xx}随温度的变化最大（5倍）。
1999-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal Hall Resistivity as a Unifying Description of Phonon Thermal Hall Effect in Various Insulators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）
研究各种绝缘体中的声子热霍尔效应，以掺杂的莫特绝缘体La$_{5/3}$Sr$_{1/3}$NiO$_4$为例，通过热霍尔电阻率$w_{xy}$的特性揭示其可作为该效应的统一描述，且与材料局域电子态相关。
2026-07-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Non-Abelian spin Hall insulator
受扭曲MoTe2实验启发，本文提出在时间反演共轭Chern能带半填充下，通过能带混合减小短程自旋相互作用以稳定非阿贝尔自旋霍尔绝缘体，并发现15% moiré周期的相互作用减小即可实现该相。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnon Nonlinear Hall Effect in 2D Antiferromagnetic Insulators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；South China Normal University（华南师范大学）
研究提出磁子非线性霍尔电流作为探测二维反铁磁绝缘体磁性的新方法，揭示其与磁结构的内在关联及多层反铁磁绝缘体的层间磁耦合特性。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall Effect in Doped Mott-Hubbard Insulator
本文对作为铜氧化物超导体原型的掺杂Mott-Hubbard绝缘体的霍尔效应进行了理论分析。我们考虑在DMFT近似下的标准哈伯德模型。作为一个典型的情况下，我们认为部分填充（空穴掺杂）较低的哈伯德带。计算了霍尔系数和霍尔数与掺杂的关系，并确定了霍尔效应改变其符号的载流子浓度值。我们得到了霍尔效应参数对温度的显著依赖性。定性地考虑了无序效应，并将理论结果与一些已知的YBCO和Nd-LSCO正常态霍尔数与掺杂关系的实验结果进行了比较，表明理论与实验符合得相当好。因此，哈伯德模型中获得的霍尔效应参数的掺杂依赖性可以被认为是量子临界点的流行模型的替代。
2022-11-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Spin Texture in a Quantum Anomalous Hall Insulator
利用具有铁磁有序和强自旋轨道耦合的薄膜拓扑绝缘体，在实验中发现了量子反常霍尔效应。在这里，我们调查的自旋自由度的QAH绝缘体，并揭示了一个基本的现象，即边缘状态表现出拓扑稳定的自旋纹理的边界时，手征类对称存在。这一结果表明，边态在轨道和自旋自由度上都是手征的，手征边自旋织构对应于QAH绝缘体的体拓扑态。我们还研究了边缘自旋织构在设计基于拓扑态的自旋器件中的潜在应用，这些自旋器件可能适用于未来的自旋电子学技术。
2014-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mapping a fractional quantum Hall state to a fractional Chern insulator
建立了分数量子Hall态到分数Chern绝缘体的变分原理。我们发现，该映射具有规范自由度，可以产生一类适用于不同形式相互作用的FCI基态波函数。因此，规范应固定的变分原理，使FCI模型的相互作用能最小化。对于软的各向同性电子-电子相互作用，该原理导致与朗道能级的最大定域\emph{two-dimensional}投影Wannier函数相一致的规范。
2015-10-02 cond-mat.mes-hall 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
Effect of lattice geometry on magnon Hall effect in ferromagnetic insulators
本文研究了各种铁磁绝缘体磁振子的热霍尔效应。对于烧绿石铁磁绝缘体Lu $_2$ V $_2$ O $_7$、Ho $_2$ V $_2$ O $_7$和In $_2$ Mn $_2$ O $_7$，在居里温度$T_C$以下已经观察到有限的霍尔热导率。从温度和磁场的依赖性，得出结论，磁振子是负责的热霍尔效应。基于Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）相互作用引起的动量空间Berry曲率的理论可以很好地解释磁振子的霍尔效应。该分析已扩展到具有钙钛矿结构的过渡金属（TM）氧化物。La $_2$、NiMnO $_6$和YTiO $_3$具有畸变的钙钛矿结构，晶胞中含有四个TM离子，热霍尔信号不存在或小得多。另一方面，在另一种铁磁钙钛矿氧化物BiMnO $_3$中，在$T_C$以下可辨别有限的热霍尔响应，其显示具有较大晶胞的轨道有序。烧绿石和钙钛矿绝缘体系中热霍尔效应的存在与否反映了DM诱导磁振子霍尔效应的几何和拓扑特征。
2012-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Real-space Obstruction in Quantum Spin Hall Insulators
最近推出的分类的二维绝缘体的拓扑晶体不变量已被应用到迄今为止的“受阻”原子绝缘体的特征是电子Wannier函数和离子位置的中心之间的失配。我们将这一概念推广到量子自旋霍尔绝缘体，其中的基态不能用时间反演对称局域化的Wannier函数来描述。通过对称性分析以及密度泛函理论，确定并研究了一个在所有相关电子和拓扑性质中与石墨烯等效的系统，除了一个实空间障碍物。低能模型包含局域自旋轨道耦合和非局域对称性破缺势，它们是形成受阻量子自旋霍尔绝缘体的必要条件.一个实验指纹的障碍，然后测量在一个大间隙的三角形量子自旋霍尔材料。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
