Topological insulating phases in mono and bilayer graphene
我们分析了单层和双层石墨烯中不同的二次相互作用对时间反演不变拓扑绝缘相的影响。我们利用有效作用形式主义,以确定不同的相互作用的陈西蒙斯系数的依赖性。
2010-11-20 cond-mat.mes-hall hep-th
Fractional correlated insulating states at $n \pm 1/3$ filled magic angle twisted bilayer graphene
尽管在整数填充的魔角扭曲双层石墨烯物理方面已经取得了很大的进展,但很少有人关注分数填充。在这里,我们表明,三峰结构的Wannier轨道,由对称性和拓扑结构的平带,有利于出现一个新的状态在相称的分数填充的$ν= n \pm 1/3$。我们称这种状态为“分数相关绝缘体”。特别是对于填充$\pm 1/3$电子每莫尔晶胞,我们表明,短程相互作用本身意味着一个近似广泛的熵,由于“呼吸”自由度的不规则蜂窝晶格出现通过缺陷线。领先的更远距离相互作用提升了这种简并性,并选择了一种新的铁磁基态,打破了AB/BA亚晶格对称性。提出的分数相关绝缘态可能是arXiv:2004.04148中观察到的$ν= 2-1/3$填充时超导性抑制的基础。对分数相关绝缘态的进一步研究将为MATBG中相关效应的新机制打开大门。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall
Relative weight of the inverse spin Hall and spin rectification effects for metallic Py,Fe/Pt and insulating YIG/Pt bilayers estimated by angular dependent spin pumping measurements
我们量化的相对重量的逆自旋霍尔和自旋整流效应发生在RF溅射多晶坡莫合金,分子束外延生长的外延铁和液相外延生长的钇铁石榴石双层系统与不同的封盖材料。为了将自旋整流信号与反自旋霍尔电压区分开,外部磁场在平面内旋转以利用主导效应的不同角度依赖性。我们证明,在坡莫合金的各向异性磁阻是自旋整流的主导来源,而在外延铁的异常霍尔效应也具有相当的强度。在钇铁石榴石/铂双层整流揭示了一个角度依赖性模仿自旋霍尔磁阻引起的各向异性磁阻。
2017-02-10 cond-mat.mes-hall
Correlated Insulating and Superconducting States in Twisted Bilayer Graphene Below the Magic Angle
在“魔角”扭曲双层石墨烯(tBLG)中出现的平带和相关行为引起了人们极大的兴趣,尽管该系统的许多方面都处于激烈的争论之中。在这里,我们报告的观察超导性和莫特样绝缘状态的tBLG设备的扭转角约为0.93,这是小于魔角的15%。在每个莫尔晶胞+/-5个电子的电子浓度下,我们观察到具有约0.1 meV的激活能隙的窄电阻峰,这表明存在附加的相关绝缘状态。这与理论预测的高能带的存在与能量平坦的色散是一致的。在每个莫尔晶胞掺杂+/-12个电子时,由于光谱中存在狄拉克点,我们观察到电阻峰。我们的研究结果表明,tBLG的神奇范围实际上比以前预期的要大,并提供了丰富的新信息,以帮助破译在tBLG中观察到的强相关现象。
2019-02-13 cond-mat.mes-hall
Stack of correlated insulating states in bilayer graphene kagome superlattice
State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University(上海科技大学物理科学与技术学院量子功能材料国家重点实验室);ShanghaiTech Laboratory for Topological Physics, ShanghaiTech University(上海科技大学拓扑物理实验室);Department of Physics and Astronomy, University of California, Riverside(加州大学河滨分校物理与天文学系);Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系);School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University(上海科技大学信息科学与技术学院)
本研究通过双层石墨烯kagome超晶格实现相关绝缘态堆叠,利用纳米图案化技术调控电子结构,揭示了强电子相互作用在扁平能带中的作用。
2026-02-18 cond-mat.mes-hall
Spontaneously gapped ground state in suspended bilayer graphene
由于自旋、谷和层对称性,双层石墨烯具有八倍简并性,从而允许由磁场或电场、由应变、或甚至由相互作用自发地诱导的大量对称性破缺状态。我们研究了清洁电流退火的悬浮双层石墨烯中的电输运。我们发现两种设备。在B1型双层膜中,八重零能朗道能级(LL)被部分提升到阈值场以上,揭示了电荷中性点(CNP)处的绝缘nu=0量子霍尔态。在B2型双层膜中,即使在零磁场下,LL提升也是完全的,并且在微分电导中也出现了一个能隙,表明是绝缘的自发破缺对称态。与B1不同的是,B2中的最小电导没有被指数抑制,而是保持有限,即使在大磁场中,其值G < e^2/h。我们建议,这一阶段的B2是绝缘的散装和约束的可压缩边缘状态。
2011-06-24 cond-mat.mes-hall
The pseudo-Landau-level representation of twisted bilayer graphene: band topology and the implications on the correlated insulating phase
我们提出扭曲双层石墨烯的电子结构可以理解为狄拉克费米子与由莫尔条纹产生的相反的伪磁场的耦合。每个单层谷的两个低能平带起源于狄拉克费米子在这种相反的有效磁场下的两个零级伪朗道能级,它们具有相反的亚晶格极化,携带相反的陈数$\pm1$,在第一魔角附近的低能体带下方和上方的间隙中产生螺旋边缘态。我们认为,小库仑相互作用将分裂这些零伪朗道能级的八倍简并度(包括谷和物理自旋),并可能导致绝缘相与非零陈数整数填充。此外,我们还证明了平带之上或之下的所有高能带也是拓扑非平凡的,即对于每个谷,它们的Berry相位之和被量子化为$\pmπ$ .这种量子化的贝里相位产生了几乎平坦的边缘状态,这取决于莫尔长度尺度上的截断。我们的工作为TBG的电子结构和拓扑性质提供了一个完整而清晰的图像,并对实验中观察到的相关绝缘相的性质具有重要意义。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect and Quantum Point Contact in Bilayer-Patched Epitaxial Graphene
我们研究了外延单层石墨烯双层夹杂物通过磁输运测量和扫描门显微镜在低温下。我们发现,双层夹杂物可以是金属或绝缘的初始和门控载流子密度的依赖。金属双层作为边缘电流的等电位短路,而紧密间隔的绝缘双层引导电子在单层收缩,这是局部门控使用扫描门探针的流动。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
First order phase transitions driven by in-plane magnetic field in odd-integral quantum Hall bilayer electron systems
这篇论文已被作者撤回。
2001-10-03 cond-mat.mes-hall
Spin Imbalanced anomalous Hall effect and Magnus Hall effect of Bilayer Silicene
硅烯被认为具有多个拓扑相,这取决于环境参数,如门控电压和邻近感应交换场。两种典型的拓扑相是量子自旋霍尔相和量子反常霍尔相。我们发现,在反铁磁交换场和(或)门控电压的存在下,双层硅烯具有两个自旋的Chern数的符号和大小都不同的拓扑相,即两个自旋的反常霍尔效应不平衡.拓扑相位是通过三重带反转产生的,该三重带反转通过$\pm3$改变上带和下带的陈数。相位宿主大反常自旋霍尔响应。同时,由于双层硅烯在三带反转区附近存在较大的三角翘曲,因此Magnus霍尔效应较大。这一发现丰富了双层硅烯作为自旋电子器件候选材料的拓扑体系。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Classification and Distinction of Possible Insulating Phases in Twisted Bilayer Graphene by Impurity Effects
本文研究了杂质对扭曲双层石墨烯(TBG)各绝缘相的影响。采用公认的连续介质模型\cite{b}计算了局域态密度。研究发现,通过局域态密度中杂质诱导的带隙束缚态峰的数目和性质,可以区分打破了先前理论\cite{pa,op1,Lee_2019}中提出的不同对称性的绝缘相.打破先前提出的对称性的绝缘相可以通过剩余的反幺正对称性进一步分类,并通过相应的剩余束缚态的Kramers简并来区分。在扫描隧道显微镜(STM)实验中,可以检测到局域态密度的带隙束缚态峰和束缚态的简并度,从而有助于区分不同的绝缘相。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Edge State Transport of Separately Contacted Bilayer Systems in the Fractional Quantum Hall Regime
从理论上讨论了双层分数量子霍尔系统的霍尔电阻和对角电阻。双层具有分别附接到每一层的电极。它们被假定为弱耦合层间隧穿,而层间库仑相互作用是可以忽略不计的小。结果表明,电阻的源漏电压依赖性反映了边缘态的Luttinger液体参数。
1999-06-14 cond-mat.mes-hall
Phase Transition to Insulating State from Quantum Hall State by Current-Induced Nuclear Spin Polarization
研究了大电流诱导动态核自旋极化(DNP)时,$ν= 2/3$分数量子霍尔态(Fractional quantum Hall state,FHS)的磁电阻增加的电阻增强态(Resistance Enhancement State,RES).在诱导DNP后,我们通过短时间内的小电流测量磁阻的温度依赖性。我们发现,超导体发生了向绝缘态的相变。通过测量绝缘状态下的霍尔电阻,我们发现RES表现出量子化的霍尔电阻。我们讨论RES与安德森局域化。
2013-10-02 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall to Insulator Transition in the Bilayer Quantum Hall Ferromagnet
我们描述了双层量子霍尔铁磁体在填充分数$ν= 1$下的一个新相变。在静态无序(由周期势模型)的存在下,玻色子$S=1/2$自旋子可以经历超流-绝缘体转变,同时保持铁磁有序。莫特绝缘相有一个出射的U(1)光子,跃迁是在这个光子的希格斯相和库仑相之间。电荷和逆流电导率的物理后果,并在存在淬火无序的层间隧穿电导进行了讨论。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Bilayer-induced asymmetric quantum Hall effect in epitaxial graphene
研究了量子化磁场下SiC(0001)衬底上外延石墨烯的输运性质。垂直于SiC台阶图案化的器件清楚地表现出沿衬底台阶边缘分布的双层夹杂物。我们表明,在量子霍尔制度的输运性质受到严重影响的双层夹杂物的存在下,并观察到显着偏离传统的量子霍尔特性。一个定量模型,涉及增强通道间散射介导的双层夹杂物的存在下,成功地解释了所观察到的对称性。
2014-10-14 cond-mat.mes-hall
Interlayer Transport in Bilayer Quantum Hall Systems
双层量子霍尔系统在填充因子为$ν=1$时具有对称性破缺的基态,它既可以被看作是激子超流体,也可以被看作是赝自旋铁磁体。我们提出了一个量子霍尔双层膜的层间输运理论,突出了约瑟夫森结和铁磁金属自旋转移器件中的输运之间的显着相似性和关键差异。我们的理论是能够解释的大小,但有限的低偏置层间电导和电压宽度的集体运输异常。
2005-12-26 cond-mat.mes-hall
Origin of the hysteresis in bilayer 2D systems in the quantum Hall regime
在量子霍尔机制中双层2D系统的磁阻中观察到的滞后通常归因于由于量子霍尔体态的非常低的电导率而导致的2D系统之间的电荷转移的长时间常数。我们报告的双层2D系统,证明了滞后,而不是由于非平衡感应电流的电测量。这一发现是一致的,与单二维系统的磁强计和电测测量,并具有重要的影响,了解在双层二维系统的滞后。
2010-09-28 cond-mat.mes-hall
Domain wall competition in the Chern insulating regime of twisted bilayer graphene
我们考虑魔角扭曲双层石墨烯(TBG)在填充$ν=+3$,实验观察到一个强大的量化异常霍尔效应。这是由于形成的谷和自旋极化陈绝缘基态,自发地打破时间反演对称性,并稳定的六方氮化硼(hBN)基板。我们确定了三种不同类型的畴壁,并通过理论论证和Hartree-Fock计算来研究它们的性质和能量选择机制,这些计算适用于处理非均匀莫尔系统。我们评论的影响,这些结果的运输和扫描探针实验。
2021-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunneling current characteristics in bilayer quantum Hall systems
填充因子为$ν=1$的弱无序双层量子霍尔系统显示出自发的层间相位相干性,如果层足够靠近。在相位相干区,我们研究了系统中的集体模、电流-电压特性及其随面内磁场的演化。
2001-08-11 cond-mat.mes-hall
Bilayers and quasi-3D stacks of Jain series fractional quantum Hall states from parton construction
我们提出了一个描述的双层和准三维堆叠的Jain系列分数量子霍尔态使用其部分子描述,并认为他们作为候选状态时,层间库仑相互作用是可比的层内库仑相互作用。对于双层,K-矩阵理论,提出并示出是不同的去耦或键合层。准3D系统具有无隙规范激发和有隙部分子,它们可以在3D中移动,从而为三维量子霍尔态提供了一个玩具模型。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall
Topological confinement in bilayer graphene
我们研究了一种新型的一维手征态,它可以通过静电横向限制在双层石墨烯(BLG)中产生。这些状态出现在隔离经历相反的门控极性的绝缘区域的畴壁上。虽然这些状态类似于传统的孤子零模,但它们的性质是由不寻常的手性BLG准粒子定义的。零模分支的数目由绝缘BLG态的拓扑真空电荷确定。我们讨论了如何这些手征状态可以体现实验,并强调其相关性谷电子学。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Optical response and nonlinear Hall response of twisted bilayer graphene in the insulating state
在本工作中,我们计算了扭曲双层石墨烯(TBG)在绝缘态下的光学响应和非线性霍尔响应。考虑了不同的绝缘态,包括自旋谷极化(SPVP)态、自旋极化量子霍尔(SPQH)态、自旋极化谷霍尔(SPVH)态和自旋极化Kramers-intervalley coherence(SPKIVC)态.我们计算了这四个态的光学电导率($σ_{xx}$),发现自旋谷极化态呈现出与其他三个态不同的双峰特征。为了区分其他三种状态,我们计算了与Berry曲率偶极成正比的非线性Hall响应,发现Berry曲率偶极的化学势依赖性可以区分这三种状态。我们的结果可以在光谱和输运实验中得到验证,并可能有助于确定TBG中绝缘态的性质。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Comment on ""Forbidden" transitions between quantum Hall and insulating phases in p-SiGe heterostructures"
结果表明,最近和早期的实验,声称观察到的量子霍尔效应的全局相图(GPD)的分歧,不,事实上,矛盾的GPD。应考虑两个方面:(i)由于“裸”对角电阻率$ρ_{xx}^{0}$的Shubnikov-de Haas振荡,量子霍尔相位之间的绝缘相位是可能的;(ii)根据双参数标度理论,填充因子$ν$并不直接确定量子霍尔相位在磁场轴上的位置,在$ω_{c}τ\lesssim 1$。
2002-12-05 cond-mat.mes-hall
Resistance due to vortex motion in the $ν=1$ bilayer quantum Hall superfluid
纵向和霍尔电阻最近已被测量的量子霍尔双层在总填充$ν=1$在超流体状态与层间配对,既为电流流动平行于彼此和“逆流”电流在两个层。在这里,我研究这些阻力的贡献,从这些系统中的不成对涡的运动,开发这些数据的各种定性特征的一些可能的解释。
2005-07-07 cond-mat.mes-hall
Nuclear Magnetometry Study of Spin Dynamics in Bilayer Quantum Hall Systems
我们对双层总填充因子为$ν_{\rm{tot}} = 2$的量子霍尔铁磁体进行了核磁研究。我们发现,在与倾斜反铁磁相作用一秒钟后,不仅核弛豫迅速,而且核自旋极化分布也发生突变。我们讨论了由集体自旋相互作用的电子引发的核自旋系综合作现象的可能性。
2014-10-21 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled transmission of quantum Hall edge states in bilayer graphene
二维电子气的量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的边缘态是研究体激发的关键。在这里,我们展示了双层石墨烯中边缘态的受控传输。由一个独立的门控制,边缘模式的后向散射率连续调谐从0到接近1,与分数量化值对应的个别模式的顺序完整的后向散射。我们的实验证明了在双层石墨烯中可控地操纵边缘态的可行性,从而为更复杂的实验打开了大门。
2018-02-03 cond-mat.mes-hall
Excitonic Instabilities and Insulating States in Bilayer Graphene
采用重整化群方法研究了双层石墨烯最近邻跃迁的竞争基态。在没有相互作用的情况下,该模型在半填充时的费米面由两个具有动量$\mathbf{K}$、$\mathbf{K}'$的节点组成,其中导带和价带彼此接触,产生半金属。由于在这两点附近的能量色散是二次的,具有完美的粒子-空穴对称性,如果存在带间相互作用,激子不稳定性是不可避免的。使用微扰重整化群分析的一个循环的水平,我们发现不同的竞争有序基态,包括铁磁性,超导性,自旋和电荷密度波态与有序矢量$\mathbf{Q}=\mathbf{K}-\mathbf{K}'$,激子绝缘体状态。此外,在激子绝缘相和铁磁相中发现了两个具有谷对称性破缺的态。这一分析有力地表明,双层石墨烯的基态应该是带隙的,除了超导性外,所有其他可能的基态都是绝缘的。
2012-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum and Classical Dissipative Effects on Tunnelling in Quantum Hall Bilayers
我们讨论了量子霍尔双层膜中输运和耗散之间的相互作用。我们表明,量子效应是相关的这些系统的赝自旋图片,导致直接隧穿电流或量子耗散过程,阻尼周围的基态的振荡。这些量子效应起源于经典自旋系统的共振。
2005-02-14 cond-mat.mes-hall
Nambu-Goldstone modes and the Josephson supercurrent in the bilayer quantum Hall system
在填充因子为$ν=1$的双层量子霍尔系统中,层间相位相干性自发产生。另一方面,自旋和赝自旋自由度在填充因子为$ν=2$的双层量子霍尔系统的倾斜反铁磁相中相干纠缠。对于这两种情况,都出现了复杂的南武-戈德斯通模式,在零隧道相互作用极限下具有线性色散。然后,它的相场在每一层中激发约瑟夫森超导电流,这就像超导体一样是无耗散的。利用Grassmannian形式,研究了在$ν=1,2$下双层量子霍尔系统中,Nambu-Goldstone模与Josephson超电流的相位相干性及其对霍尔电阻的影响.
2013-04-01 cond-mat.mes-hall
Phase Transitions in the Bilayer $ν=2/3$ Quantum Hall Effect
在分数填充因子为$ν=2/3$的情况下,通过改变双层薄膜的总电子密度和两层薄膜之间的密度差,测量了双层薄膜量子霍尔效应的磁电阻。三个不同的QH态被两种类型的相变分开:一种是自旋相变,另一种是赝自旋相变。此外,还检测到两种不同的荧光素酶,其中一种对双层系统具有特异性。相变和双电层系统的复合费米子模型得到了很好的描述。
2001-12-23 cond-mat.mes-hall
Improved Composite-Boson Theory of Monolayer and Bilayer Quantum Hall Ferromagnets
针对单层和双层系统提出了改进的量子霍尔铁磁体复合玻色子理论。在这个方案中,场算符仅仅描述了代表偏离基态的物理自由度。Skyrmions是局限于最低朗道能级的带电激发。通过计算层间相干相中一个skyrmion的激发能,发现层间密度差越大,双层QH态越稳定。
1998-10-01 cond-mat.mes-hall
Topological spin Hall and spin Nernst effects in a bilayer graphene
我们考虑双层石墨烯中自旋霍尔和自旋能斯特效应的内在贡献。相关的电子光谱从紧束缚哈密顿量,其中还包括内在的自旋轨道相互作用。相应的自旋霍尔和自旋能斯特电导率进行比较,从有效的哈密顿适当的状态附近的中性双层石墨烯的费米能级。这两种电导率都是在线性响应理论和格林函数形式主义内确定的。两个原子片之间的外部电压的影响也包括在内。我们发现从拓扑自旋霍尔绝缘体相在低电压到传统的绝缘体相在较大的电压。
2011-11-24 cond-mat.mes-hall
Thickness dependence of spin Hall magnetoresistance in FeMn/Pt bilayers
我们研究了FeMn/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻,发现其比重金属和绝缘铁磁或反铁磁双层膜系统的自旋霍尔磁电阻大一个数量级,并且与NiFe/Pt双层膜的自旋霍尔磁电阻相当。自旋霍尔磁电阻随FeMn和Pt厚度的变化呈现非单调性。前者是由FeMn薄膜的净磁化强度随厚度的变化引起的,而后者主要是由Pt中的自旋积累和扩散引起的。通过对Pt厚度依赖性的分析,确定了Pt的自旋霍尔角、自旋扩散长度和自旋混合电导的实部分别为0.2、1.1 nm和$5.5 * 10^{14} Ω^{-1} m^{-2}$。结果证实了最近在该系统中观察到的自旋轨道矩效应。
2016-10-12 cond-mat.mes-hall
Correlated Insulating States in Twisted Double Bilayer Graphene Enhanced by Interfacial Effect on CrOCl
Institute of Physics, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)(洛桑联邦理工学院物理研究所);High Field Magnet Laboratory (HFML-EMFL), Radboud University(拉德堡德大学高场磁实验室);Research Center for Functional Materials(功能材料研究中心)
研究在CrOCl衬底上扭曲双双层石墨烯的关联绝缘态,通过超高磁场输运测量发现电荷转移导致半填充因子处增强的关联绝缘态,揭示界面电荷相关效应影响,为操控关联态提供新途径。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall
Quantum Transport and Field Induced Insulating States in Bilayer Graphene pnp Junctions
我们在高质量的双层石墨烯pnp结与悬浮顶栅进行输运测量。在磁场B=0时,我们证明了通过施加垂直电场的带隙打开,在260 mK时开/关比高达20,000。在带隙内,电导随着电场的增加以3个数量级的指数方式减小,并且可以通过具有栅极可调谐的状态密度、有效质量和局部化长度的可变范围跳跃来解释。在大B时,我们观察到具有分数值的量子霍尔电导,这是由差分掺杂区域之间的边缘态的平衡以及填充因子ν=0时绝缘态的存在引起的。我们的工作强调了双层石墨烯对于根本利益和技术应用的重要性。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear anomalous Hall effects probe topological phase-transitions in twisted double bilayer graphene
非线性反常霍尔效应是指在纵向电场或温度梯度作用下,由Berry曲率偶极子感应的二阶霍尔电压或温度差。这些是时间反演对称系统中突出的霍尔响应。在这里,我们研究了扭曲双层石墨烯莫尔系统中的二阶非线性异常霍尔效应家族,即电、热电和热非线性霍尔效应。我们证明了非线性反常霍尔信号可以用来探测由垂直电场引起的莫尔系统中的拓扑相变。具体来说,我们表明,整个家庭的非线性异常霍尔响应进行了跨拓扑相变的符号反转。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Disentangling orbital and valley Hall effects in bilayers of transition metal dichalcogenides
最近已经表明,在2 H结构相中的过渡金属二硫属化物(TMD)的单层在它们的能带隙内表现出相对大的轨道霍尔电导率平台,其中它们的自旋霍尔电导率消失。然而,由于这些系统中的谷霍尔效应(VHE)也产生轨道角动量的横向流动,因此区分这些材料中的两种效应在实验上变得具有挑战性。VHE需要反转对称性破缺发生,这发生在TMD单层中,而不是在双层中。我们发现,双层的2 H-MoS $_2$是一个轨道霍尔绝缘体,表现出相当大的OHE在没有自旋和谷霍尔效应。这个阶段的特点是一个轨道陈数,假定值$\mathcal{C}_{L}=2$的2 H-MoS $_2$双层和$\mathcal{C}_{L}=1$的单层,确认这些轨道霍尔绝缘体系统的拓扑性质。我们的研究结果是基于密度泛函理论(DFT)和低能量有效模型计算,并强烈建议,双层的TMD是非常合适的平台,直接观察的轨道霍尔绝缘相在二维材料。我们的研究结果的影响,试图观察的VHE在TMD双层进行了讨论。
2021-02-05 cond-mat.mes-hall
Temperature-induced phase transitions in the quantum Hall magnet of bilayer graphene
量子霍尔系统由于其内部的多个电子自由度和可调谐性,可以用来研究多体物理。虽然量子相变已被深入研究,但对该系统的温度诱导相变的研究有限。我们在很宽的温度范围内测量了双层石墨烯中量子霍尔反铁磁态的纯体电导率,并揭示了与长程序和短程反铁磁程序的破坏相关的两步相变。我们的发现是理解量子霍尔系统中电子相关性的基础。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall
Hopping conduction in strongly insulating states of a diffusive bent quantum Hall junction
在整数填充因子的弯曲量子霍尔结的输运研究表明,在较高的领域强绝缘状态。在本文中,我们分析了作为温度T和直流偏置V的函数的强绝缘行为,为了分类的本地化机制负责的绝缘状态。温度依赖性表明,从激活的最近邻跳跃在较高的T到可变范围的跳跃传导在较低的T的交叉。的基础温度电场的依赖性是一致的一维可变范围跳跃传导。我们观察到几乎相同的行为在填充因子1和2,并讨论如何弯曲量子霍尔结电导似乎是独立的体自旋状态。比较了包含或忽略相互作用的一维变程跳跃的各种模型,它们都与无序耦合反向传播量子霍尔边的基本模型一致.
2008-07-15 cond-mat.mes-hall
Spin Hall effect in AA-stacked bilayer graphene
从理论上研究了AA堆叠双层石墨烯中的内禀自旋霍尔效应。从相应的$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$哈密顿量得到了狄拉克点附近态的低能电子能谱。自旋霍尔电导率在线性响应制度内确定的格林函数形式主义。还分析了自旋霍尔绝缘体相存在的条件,结果表明,自旋霍尔绝缘体相可以存在于足够大的自旋轨道耦合中,这在光谱中打开了一个缺口。垂直于石墨烯平面的电场则导致间隙宽度的减小和自旋霍尔绝缘体相的抑制。还从零温自旋霍尔电导率计算了低温自旋能斯特效应。
2013-08-26 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall magnetoresistance in quasi-two-dimensional antiferromagnetic insulator/metal bilayer systems
研究了反铁磁绝缘层/金属双层膜系统中自旋霍尔磁电阻的温度特性。我们使用量子蒙特卡罗模拟计算SMR信号的幅度,并研究SMR如何依赖于自旋的幅度,AFI层的厚度,以及交换相互作用的随机性。我们的结果为简单的量子自旋模型提供了一个有用的起点,了解磁性化合物的原子层上的SMR测量。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Spin symmetry breaking in bilayer quantum Hall systems
基于广义Halperin波函数的构造,我们预言了双层量子Hall结构中可能存在的一大类自旋对称破缺态,将最近提出的斜反铁磁相推广到许多分数填充.我们发展了相应的Chern-Simons理论,明确地建立了低位中性激发是Goldstone模,带电激发是单个重子上具有连续可调(通过倾斜的反铁磁序参量)电荷的双重子。
1999-07-07 cond-mat.mes-hall
Broken Symmetry and Josephson-like Tunneling in Quantum Hall Bilayers
我回顾了量子霍尔效应双层物理学最近的新实验和理论进展。特别令人感兴趣的是对称性破缺状态,它通过将电子置于两个不同层的相干叠加中来优化相关性。
2001-08-10 cond-mat.mes-hall
Skyrmion $\leftrightarrow$ pseudoSkyrmion Transition in Bilayer Quantum Hall States at $ν=1$
在$ν=1$的双层量子霍尔态已被证明具有层间相位相干的独特状态。该态既有自旋Skyrmion的激发,又有赝自旋的赝Skyrmion的激发。结果表明,通过改变两层电子密度之间的不平衡,Skyrmion $\leftrightarrow$ pseudoSkyrmion跃迁在态中发生;在平衡点实现了PseudoSkyrmion跃迁,而在大的不平衡点实现了Skyrmion跃迁.通过观察激活能对平行于层的磁场的依赖性,可以看出这种转变。
2001-08-06 cond-mat.mes-hall
Topological origin of subgap conductance in insulating bilayer graphene
基于石墨烯的系统的边缘具有不寻常的电子性质,源自与电子波函数的伪旋量特征相关联的非平凡拓扑结构。这些性质与传统系统中薛定谔方程所描述的电子没有类似之处,导致了许多惊人现象的预测,如门可调铁磁性和谷选择性输运。然而,在大多数情况下,预计预测的现象不会在强烈的结构和化学无序的影响下幸存下来,这些结构和化学无序必然会影响真实石墨烯器件的边缘。在这里,我们提出了一个理论研究的本征低能态在边缘的静电间隙双层石墨烯(BLG),并发现边缘模式的贡献,现实设备的电导仍然是相当大的,即使是高度不完美的边缘。这种边缘电导占主导地位的批量贡献,如果静电诱导的间隙是足够大的,并在最近的运输和光学光谱实验中所作的看似相互矛盾的观察帐户。我们的研究结果说明了鲁棒性的现象,其起源是植根于电子能带结构的拓扑结构,即使在没有特定的保护机制。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall
Bilayer graphene Hall bar with a pn-junction
我们研究的霍尔和弯曲电阻的弹道霍尔杆结构包含一个PN结雕刻从双层石墨烯的磁场依赖性。使用台球模型得到的电响应,我们调查的情况下,双层石墨烯带隙和不带隙。两种不同的导电方式是可能的:$i$)结的两侧具有相同的载流子类型,以及$ii$)结的一侧是n型而另一侧是p型。第一种情况显示了霍尔电阻中的霍尔平台状特征,其随着带隙打开而消失。第二种情况下,表现出弯曲电阻,这是不对称的磁场作为一个结果的蛇状态沿pn接口,其中的最大值从零磁场偏移。
2013-12-04 cond-mat.mes-hall
Screening Model of Magnetotransport Hysteresis Observed in Bilayer Quantum Hall Systems
我们报告的理论和实验研究的一种新的磁滞效应,已观察到的量子霍尔双层系统的磁阻。扩展到这些系统的最近的方法,基于非线性屏蔽理论和局部电导率模型,我们能够解释的滞后是由于屏蔽效应,如“不可压缩的条带”的形成,这阻碍了在量子霍尔制度内的层中的电子密度达到其平衡分布。
2006-07-27 cond-mat.mes-hall
Theory of Tunneling in the Exciton Condensate of Bilayer Quantum Hall Systems
我们开发了一个理论的层间隧穿的激子凝聚体的双层量子霍尔系统,预测强烈增强,但有限的,隧道电导峰值附近的零偏置,即使在零温度。本文强调,尽管这种强烈增强的隧穿源于自发的层间相位相干,但它根本不是约瑟夫森效应。由于强的层间相关性,双层系统表现为单个系统,使得将两个层视为独立系统的传统隧穿理论不适用。在此基础上,计算了电导峰高随层间距的变化关系,与实验结果吻合较好。
2004-07-20 cond-mat.mes-hall
The Stability of the Quantum Hall State at $ν= 1$ in Bilayer Electron Systems
利用密度泛函理论研究了外加磁场作用下两个垂直耦合量子点中电子的基态。在朗道能级填充因子$ν= 1$下,绘制了双量子点中量子霍尔态跃迁的相图。结果表明,量子霍尔态在零隧道分裂时是稳定的。分析了杂质势对量子霍尔态稳定性条件的影响。
2022-09-07 cond-mat.mes-hall
Microwave-induced Hall resistance in bilayer electron systems
实验研究了微波辐照对高质量双层电子系统中耗散电阻和霍尔电阻的影响。我们观察到偏离奇对称磁场反转下的微波感应霍尔电阻$ΔR_{xy}$,而耗散电阻$ΔR_{xx}$服从偶对称。研究$ΔR_{xy}$作为微波电场和极化的函数表现出强的和非平凡的功率和极化依赖性。所得到的结果进行了讨论连接到现有的微波诱导光电导的理论模型。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall
Interlayer Coherence in the $ν=1$ and $ν=2$ Bilayer Quantum Hall States
我们通过倾斜样品并同时改变每个量子阱中的电子密度,测量了在朗道能级填充因子$ν=1$和2下双层量子霍尔(BLQH)态的霍尔平台宽度和激活能。在$ν=1$和$ν=2$发现了公度态和非公度态之间的相变。特别是,三个不同的$ν=2$ BLQH状态被确定为复合状态,相干的公度状态,和相干的非公度状态。
1998-12-04 cond-mat.mes-hall
Josephson Effect Without Superconductivity: Realization in Quantum Hall Bilayers
我们发现,一个量子霍尔双层与全填充$ν= 1$应表现出类似的动态制度的磁通量流在大约瑟夫森结。这种类比可以解释层间隧穿电导中的显著峰值[ \prl { \bf 84},5808(2000)]。在低偏置电压下,磁通流很可能是时空混沌的,这将通过宽带噪声表现出来。峰位置可以通过面内磁场控制。
2001-02-18 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport in a Bilayer Quantum Hall Superfluid
当ν=1时,双层量子霍尔系统支持激子基态.除了通常的带电准粒子,这个系统具有凝聚自由度:激子输运。这种中性传输模式的检测是通过使用科尔比诺多连接的几何结构,其中电荷传输被抑制。我们在这里总结了我们最近在Corbino器件上的实验,这些实验直接证明了激子在不可压缩的ν=1量子霍尔态中的输运。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Interplay between the coherent and incoherent transport in quantum Hall bilayers
我们系统地研究了在$ν_{tot}=1/2+1/2$中GaAs双层膜中形成的激子BCS凝聚体中的相干输运(约瑟夫森隧穿和逆流电流)及其击穿导致的非相干电荷流。三种不同层间距样品的约瑟夫森电流相差四个数量级。相反,$ν_{tot}=1$量子霍尔态的击穿阈值是相当的。此外,在Corbino环的库仑阻力揭示了相干逆流电流与耗散电荷输运共存。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall