Temperature driven metal-insulator transition in thin films
本文给出了有限温度下有限厚度薄膜中由薄膜厚度和温度引起的电子离域的结果。二维结果表明，温度诱导的金属-绝缘体转变（MIT）同时获得绝缘和金属溶液。发现绝缘区的局域化长度和金属区的零频电导率是温度和无序参数的函数。类似地，在有限厚度的薄膜中，电子态的离域发生由温度以及膜厚度引起的。进一步，我们可以得到固定厚度时的临界温度Tc和固定温度时的临界厚度b_c。在金属区，电导率被发现是作为膜厚度，温度和无序的函数。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weyl semimetal in ultra-thin film of topological insulator multilayer
在超薄膜拓扑绝缘体中，上下表面的杂化打开了一个能隙，形成两个简并的量子反常霍尔态，从而产生一个量子自旋霍尔态。在本文中，我们证明了一个Weyl半金属可以实现在一个超薄膜的拓扑绝缘体异质结构中的类似的方式，一个强的三维（3D）拓扑绝缘体的表面状态的Burkov和Balents研究。研究发现，当磁场和薄膜结构反转不对称性破坏时间反转对称性和反转对称性时，系统同时实现了三维量子反常Hall相和三维量子自旋Hall相，并且在零能量处出现Weyl节点.
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quintuple-layer epitaxy of high-quality Bi2Se3 thin films for topological insulator
我们报道了利用分子束外延在Si（111）上生长原子级光滑的单晶Bi 2 Se 3薄膜。扫描隧道显微镜，低能电子衍射，X射线光电子发射光谱和拉曼光谱被用来表征的化学计量比和结晶度的薄膜。薄膜以自组织的五层接五层的方式生长，可以得到原子级光滑的薄膜，厚度可达一个五层（~ 1 nm）。
2009-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Highly tunable magnetic coupling in ultrathin topological insulator films due to impurity resonances
我们从理论上研究了磁性杂质之间的交换相互作用，考虑到低能量的杂质产生的拓扑绝缘体薄膜。我们发现局域感生杂质共振强烈影响磁矩之间的交换相互作用。特别是，我们发现一个非共线的对齐是更有利的比共线的铁磁对齐时，杂质状态被忽略，只考虑原始的拓扑绝缘体能带结构。此外，我们表明，通过施加一个电场垂直于薄膜，交换相互作用可以大大增强。这为通过电场实现高度可调的磁性开辟了可能性。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in films of doped semiconductor nanocrystals
为了充分发挥半导体薄膜作为低成本电子材料的潜力，需要更好地了解使其导电性金属化所需的掺杂剂的量。在体半导体中，金属-绝缘体转变时的电子临界浓度由莫特判据描述。在这里，我们从理论上推导出的临界浓度$n_c$的重掺杂的纳米晶体的膜缺乏配体在其表面和彼此直接接触。在相应的实验中，我们研究了掺磷无配体硅纳米晶体薄膜的导电机制。在我们的样品中实现的最大的电子浓度，这是预测的$n_c$的一半，我们发现，跳跃电子的本地化长度是接近纳米晶体直径的三倍，表明该膜接近金属-绝缘体转变。
2016-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect in Thin Films of Three-Dimensional Topological Insulators
我们表明，一个三维拓扑绝缘体（3DTI）与交换场的薄膜是一个实现的著名的量子霍尔效应（QHE）的Haldron模型没有朗道能级。交换场在蜂窝晶格上起交错通量的作用，表面态的杂化能隙等效于AB子晶格上的在位能量的交替。在3DTI薄膜中，在外加磁场下，预测了QHE的特殊相图，这与传统的QHE系统或石墨烯中的QHE相图有很大不同。
2011-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interface electronic structure at the topological insulator - ferrimagnetic insulator junction
利用角分辨光电子能谱学和X射线吸收磁圆二色性（XMCD）研究了三维拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3薄膜和亚铁磁绝缘体Y3 Fe 5 O 12（YIG）薄膜之间的界面电子态.直接观察了Bi_2Se_3薄膜的表面态，并证实了Fe ~（3+）态在YIG薄膜中的局域3d自旋态。邻近效应可能用YIG膜中局域Fe 3d电子与Bi 2Se 3膜中表面和体态离域电子之间的交换相互作用来描述。居里温度（TC）可以通过减少具有相反自旋方向的界面Fe 2+离子的量来增加，所述相反自旋方向可观察为XMCD谱中的前边缘。
2016-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak Localization and Antilocalization in Topological Insulator Thin Films with Coherent Bulk-Surface Coupling
我们评估量子校正导电性的三维（3D）拓扑绝缘体（TI）的电选通薄膜。我们推导出低场磁电阻作为体掺杂和体表面隧穿率的函数的近似解析表达式。我们的研究结果揭示了弱局部化和弱反局部化的参数制度，并包括扩散Weyl半金属作为一种特殊情况。
2012-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk Saturable absorption in Topological Insulator thin Films
利用开孔Z -扫描技术研究了石英衬底上脉冲激光沉积拓扑绝缘体（TI）Bi_2Se_3薄膜的非线性光学吸收特性。与文献中先前报道的值相比，已发现沉积态薄膜的饱和强度显著提高了一个数量级。过去的文献结果是不确定的，以确定是否饱和吸收是来自表面状态或散装。专门设计的磁性掺杂TI样品的实验，使我们能够属性TI的体状态的饱和吸收特性。详细的实验程序和可能的解释观察到的结果进行了讨论。
2016-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic-Field Induced Semimetal in Topological Crystalline Insulator Thin Films
研究了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜在外电磁场作用下的电磁特性。TCI薄膜是一种以镜像陈数为指标的拓扑绝缘体。结果表明，在面内磁场作用下，随着一对具有相反手征的无隙锥的出现，带隙闭合。一对无间隙点具有相反的涡数。这是一个回忆的一对外尔锥在三维外尔半金属。因此，我们提出了一个磁场诱导的半金属-半导体转变的二维材料。这是一种巨磁阻效应，其电阻率受磁场控制。我们发现，外加电场使无带隙点发生位移，并使费米速度沿面内磁场的方向重整化。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanically-Exfoliated Stacks of Thin Films of Bismuth Telluride Topological Insulators with Enhanced Thermoelectric Performance
我们报告的“石墨烯样”的单晶Bi2Te3薄膜的机械剥离和热电特性的堆栈这样的薄膜。通过“热盘”和“激光闪光”技术测量所得的“伪超晶格”的热导率。与体相比较，堆的室温面内（交叉面）热导率降低约2.4（3.5）倍。热导率的降低与保留的电性能导致热电品质因数的强烈增加。有人建议，薄膜变薄到几个五倍和费米能级的调谐可以帮助实现具有非凡的热电效率的拓扑绝缘体表面输运制度。
2010-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized tunneling current through a thin film of topological insulator in a parallel magnetic field
计算了平行磁场B_y中拓扑绝缘体超薄膜表面态间的隧穿电导σ。平行磁场使两个表面态的面内动量产生相对位移。位移费米圈与自旋结构的重叠定义了隧穿电导σ（B_y）对磁场的不寻常依赖关系。由于拓扑绝缘体中电子表面态的自旋与动量锁定，因此隧道电流的自旋极化可以由磁场B_y控制。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Conductance and Edge Modes in Topological Crystalline Insulator Thin Films: Tight-Binding Model Analysis
基于镜像对称性和离散旋转对称性，提出了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜的最小紧束缚模型。基本项由描述外尔半金属的自旋-轨道相互作用组成，其中无隙狄拉克锥出现在动量空间中的所有高对称点处。然后，我们引入的质量项提供的差距狄拉克锥在我们的处置。它们模拟了由[001]、[111]和[110] TCI表面制成的薄膜。TCI薄膜是由镜像对称性保护的拓扑绝缘体。利用电场破缺镜像对称性，分析了镜陈数、边缘模和电导。我们提出了一种多位拓扑场效应晶体管，通过施加电场独立的纳米晶体管的右边缘和左边缘。我们的结果将为拓扑电子学开辟一条新的途径。
2014-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large-Area and Transferred High-Quality Three-Dimensional Topological Insulator Bi2-xSbxTe3-ySey Ultrathin Film by Catalyst-Free Physical Vapor Deposition
大面积均匀合成块体绝缘薄膜是三维拓扑绝缘体（3D-TI）表面在各种电子器件中应用的重要课题。在这里，我们报告了体绝缘三维拓扑绝缘体（3D-TI）Bi 2-xSbxTe 3-ySey（BSTS）薄膜，从几个五层到几百层，在大面积（1 cm 2）的云母通过无催化剂的物理气相沉积外延生长。这些薄膜可以使用去离子水非破坏性地剥离，并根据需要转移到各种基材上。转移的BSTS薄膜表现出良好的双极特性，以及明确定义的量子振荡所产生的拓扑表面状态。载流子迁移率为2500-5100 cm 2（Vs）-1，与高质量块体BSTS单晶相当。随着薄膜厚度的减小，电子态从无质量到有质量的狄拉克费米子都可以调谐。BSTS薄膜的大面积合成和可靠的薄膜转移工艺为3D-TI的应用开辟了一条新的途径。
2017-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Current Fluctuations in Graphene-like Exfoliated Thin-Films of Topological Insulators
本文报道了硒化铋拓扑绝缘体薄膜中的低频电流波动和电子噪声。通过石墨烯类机械剥离制备的膜，并用作四接触和两接触装置中的电流传导通道。电阻对膜厚的依赖性分析表明，在我们的样品中，表面对电导的贡献占主导地位。确定了电流波动在1至10 kHz的频率范围内具有接近纯1/f的噪声谱（f是频率）。当通道电阻从~10^3欧姆变化到10^5欧姆时，被测薄膜的相对噪声幅度S/I^2从~ 5 × 10 ^-8增加到5 × 10 ^-6（1/Hz）。所获得的噪声数据是重要的了解电子输运通过表面和体积的拓扑绝缘体，并提出了这类材料的应用。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Top gating of epitaxial (Bi_{1-x}Sb_x)2Te3 topological insulator thin films
在包含狄拉克点的宽范围内的化学势的可调谐性对于许多基于拓扑绝缘体的未来器件是重要的。本文报道了一种在外延生长的（Bi_{1-x} Sb_x）2Te_3拓扑绝缘体薄膜上制备高效顶栅而不降低薄膜质量的方法。通过原位沉积Al_2O_3覆盖层和低温沉积SiN_x介质层的结合，我们能够保护薄膜在制备过程中不发生退化。我们证明，通过使用这种顶栅，在顶部表面的载流子可以有效地从n型到p型调谐。我们还表明，磁输运性质提供的证据，通过顶部和底部表面的栅极电压的整个范围内，这是唯一可能的，在真正的大容量绝缘样品去耦运输。
2014-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Wave Excitation in Magnetic Insulator Thin Films by Spin-Transfer Torque
我们描述了在绝缘磁性薄膜中，通过在薄膜表面注入自旋电流来激发偶极交换自旋波。易磁化轴磁表面各向异性可以诱导出非手征表面自旋波模式，其穿透深度与表面各向异性的强度成反比，这大大降低了临界电流，提高了激发功率。界面自旋波模式对激发谱的重要性被自旋泵浦降低，这取决于由自旋混合电导表示的界面的质量。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massive Dirac fermions and spin physics in an ultrathin film of topological insulator
本文研究了薄膜拓扑绝缘体体能隙中表面态的输运和光学性质。当薄膜厚度与表面态衰减长度相当时，上下表面之间的隧穿打开了一个能隙，形成两个简并的大质量狄拉克双曲线.自旋相关的物理出现在表面带，这是大大不同于体行为。这些包括表面自旋霍尔效应，自旋相关的轨道磁矩，和自旋相关的光学跃迁选择规则，允许光学自旋注入。当改变薄膜的厚度时，我们发现了一个拓扑量子相变，其中表面能带的陈数发生变化。
2010-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Dirac Fermion Dynamics in Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Films with Scanning Tunneling Microscope
利用扫描隧道显微镜和光谱学研究了拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$薄膜中狄拉克费米子的飞秒动力学.在二维极限下，体电子被量子化，量子化可以通过薄膜厚度控制。通过研究驻波（准粒子干涉图样）的空间衰减，直接测量了拓扑表面态电子的相位弛豫长度$l_ϕ$和非弹性散射寿命$τ$与能量和膜厚的关系.我们发现，$τ$表现出显着的$(E-E_F)^{-2}$能量依赖性，并增加与膜厚度。我们发现，所揭示的功能是典型的表面和体状态之间的电子-电子散射。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magneto-resistance up to 60 Tesla in Topological Insulator Bi2Te3 Thin Films
本文报道了用脉冲激光沉积法生长的拓扑绝缘体Bi_{2} Te_{3}薄膜的磁输运性质。在低温下，在几特斯拉到60特斯拉的磁场范围内，观察到非饱和线性磁阻（MR）。我们证明了在高场下强的类线性磁共振可以很好地理解为Hikami-Larkin-Nagaoka理论所描述的弱反定域化现象。我们的分析表明，在我们的系统，一个拓扑绝缘体，弹性散射时间可以比自旋轨道散射时间长。我们简要地讨论了我们的狄拉克费米子物理和“量子线性磁阻”的背景下的结果。
2012-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thin film of a topological insulator as a spin Hall insulator
利用Kubo公式研究了拓扑绝缘体薄膜表面态的自旋电导。膜的不同面之间的杂化在狄拉克点处打开了一个间隙。我们发现，在带隙区自旋电导率仍然是有限的。在带隙附近的无带隙区，自旋电导率增强。这些发现使得拓扑绝缘体薄膜成为自旋电子学应用的有前途的材料。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Conductance modulation in topological insulator Bi2Se3 thin films with ionic liquid gating
采用离子液体作为双电层栅控材料，研制了Bi 2Se 3拓扑绝缘体场效应晶体管，室温电导调制率达365%.我们讨论了带电杂质对输运性质的作用。电导随栅极偏压的调制是由于载流子浓度的变化，而电导随温度的变化是由于迁移率的变化。拓扑绝缘体在室温下具有很大的电导调制和透明的光学性质，使其成为一种有趣的光电材料。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak-antilocalization and Surface Dominated Transport in Topological Insulator Bi2Se2Te
研究了脉冲激光沉积（PLD）技术生长的拓扑绝缘体材料Bi2Se2Te薄膜的相位相干性。使用各种技术的相位和组合物的薄膜进行了表征。这些电影被认为质量很好。我们对这些薄膜进行了广泛的磁输运研究，发现它们具有二维弱反局域化行为。仔细的分析表明，PLD生长的薄膜具有相对较高的相位相干长度（1.78K时为58nm）。由于PLD是一种廉价的技术，有可能与其他材料集成，因此可以制造对低功率自旋电子学和拓扑量子计算非常有用的器件。
2014-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Disentangling the magnetoelectric and thermoelectric transport in topological insulator thin films
报道了具有可调电子能带结构的（Bi，Sb）2Te3拓扑绝缘体薄膜的输运性质研究。我们发现一个掺杂和温度制度中的霍尔系数是负指示的电子型载流子，而塞贝克系数是正指示的空穴型载流子。这种符号异常是由于体态和表面态的不同输运行为：表面狄拉克费米子主导磁电输运，而热电效应主要由体态决定。这些发现可能为设计基于拓扑绝缘体的高效热电器件提供新的思路。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet Engineering of Magnetism in Topological Insulator Thin Films
在拓扑材料的磁性的动态操纵演示在这里通过Floquet工程方法使用圆偏振光。随着激光场强度的增加，磁掺杂拓扑绝缘体薄膜除了发生预期的拓扑相变外，还发生了从铁磁性到顺磁性的磁相变，其临界行为强烈依赖于量子猝灭。与平衡态相比，非平衡态的居里温度随时间尺度和实验装置的不同而变化，并不完全依赖于拓扑结构的变化。我们的发现加深了对非平衡态下拓扑结构与磁性之间关系的理解，并将光电子器件的应用扩展到拓扑材料。
2021-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Signature of surface state coupling in thin films of the topological Kondo insulator SmB$_6$ from anisotropic magnetoresistance
研究了$_6$薄膜的面内各向异性磁电阻效应（AMR）随温度和厚度的变化关系。我们发现AMR的符号从高温时的负值（$ρ_{||}<ρ_{\perp}$）变为低温时的正值（$ρ_{||}>ρ_{\perp}$）。发生这种符号变化的温度T $_s$随着膜厚度$t$的增加而降低，当$t$ $>$为30 nm时，T $_s$消失。我们解释我们的结果在两个组件之间的竞争的框架：一个负的批量贡献和一个积极的表面AMR。
2017-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Growth dynamics and thickness-dependent electronic structure of topological insulator Bi2Te3 thin films on Si
利用实时反射高能电子衍射强度振荡建立了分子束外延Si（111）衬底上Bi 2 Te 3拓扑绝缘体薄膜的富Te生长动力学。原位角分辨光电子能谱（ARPES）、扫描隧道显微镜和非原位输运测量表明，未掺杂的Bi2Te3薄膜是一种本征的拓扑绝缘体，其费米能级只与金属表面态相交。在实验上，我们发现单狄拉克锥表面态的发展在两个五重层（2 QL）的厚度。从理论上讲，我们表明，从膜的两侧，这是由拓扑表面态波函数的穿透深度确定的表面态之间的相互作用，设置这个厚度下限。
2009-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chemical Potential Fluctuations in Topological Insulator (Bi$_{0.5}$Sb$_{0.5}$)$_2$Te$_3$ Films Visualized by Photocurrent Spectroscopy
研究了在SrTiO $_3$衬底上的拓扑绝缘体（Bi $_{0.5}$ Sb $_{0.5}$）$_2$ Te $_3$的光电流特性.我们发现可再现的，亚微米的光电流模式产生的长程化学势波动，主要发生在拓扑绝缘体/基板界面。我们制造纳米犁收缩，其中包括单一的潜在波动。据此，我们可以将无序势的大小量化为meV范围。结果进一步表明，在这样的纳米级收缩的表面状态中产生的占主导地位的光热电电流。
2015-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Well-localized edge states in two-dimensional topological insulators: ultrathin Bi films
从理论上研究了二维量子自旋霍尔系统中边缘态穿透深度的一般行为。我们发现，动量空间宽度的边缘状态的色散尺度与穿透深度的倒数。作为良好局域化边缘态的一个例子，我们采取Bi（111）薄膜。边缘态几乎覆盖了整个布里渊区。相应地，铋（111）1-双层系统被提出具有良好的本地化的边缘态相比，碲化汞量子阱。
2010-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface Optical and Bulk Acoustic Phonons in the Topological Insulator, Bi2Se2Te
利用超快泵浦-探测光谱研究了拓扑绝缘体材料Bi 2Se 2 Te薄膜的声子动力学。薄膜的时间分辨微分反射率表现出快、慢振荡。我们已经给出了一个仔细的分析，声子频率的变化作为薄膜厚度的函数归因于存在的常设声学模式。然而，没有发现光学声子模式的频率随薄膜厚度的变化。这表明光学声子本质上属于拓扑绝缘体的表面。声学声子可以通过改变薄膜厚度来调谐，这一事实在室温低功率自旋电子器件和拓扑量子计算中具有巨大的潜力。
2015-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Calculation of divergent photon absorption in ultrathin films of a topological insulator
我们计算了衬底上拓扑绝缘体超薄膜的线性和非线性光子吸收。由于耦合拓扑表面态的独特能带结构，在合适的光子频率下，观察到了新的特征，包括单光子吸收过程中的发散边奇异性和双光子吸收过程中的显著增强.通过调节上下表面态的能量差和耦合可以控制共振频率。这种独特的线性和非线性光学性质使得拓扑绝缘体的超薄膜成为可调谐高效纳米光子器件的有前途的材料构建块。
2013-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Growth of quantum well films of topological insulator Bi2Se3 on insulating substrate
绝缘衬底对于厚度仅为几纳米的拓扑绝缘体薄膜的电输运研究和室温应用至关重要。采用分子束外延技术在α-Al 2 O3（蓝宝石）（0001）衬底上生长了高质量的三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3量子阱薄膜。薄膜具有良好的量子阱态和表面态，表明宏观区域的厚度均匀。蓝宝石（0001）衬底上的Bi_2Se_3薄膜为研究拓扑绝缘体的低维物理提供了一个很好的系统，因为衬底的导电贡献很小，可以忽略不计。
2010-12-28 cond-mat.mes-hall
Ultrafast carrier dynamics in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
瞬态反射率测量的薄膜，从6到40 nm的厚度范围内，的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的载流子弛豫时间上的膜厚度显示出很强的依赖性。对于较厚的膜，弛豫动力学与体相Bi2Se3的弛豫动力学相似，其中体绝缘相的贡献大于表面金属相的贡献。载流子弛豫时间随着膜厚度的减小而缩短，达到与贵金属相当的值。这种效应可能是由于狄拉克锥态在相对表面的最薄的膜的杂交。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Dynamical magnetoelectric coupling in axion insulator thin films
轴子绝缘体是一种奇异的磁性拓扑绝缘体，其Chern数为零，但具有非零的量子化Chern-Simons磁电耦合。由于拓扑磁电效应信号很小，目前还没有确凿的实验证据。在这里，我们表明，动态磁电耦合可以诱导的\emph{out-of-plane}表面磁化动力学的轴子绝缘体薄膜，进一步产生的极化电流在同一方向的外部磁场的存在下。这种电流在体中是有限的，并且随着膜厚度$d$减小而增大，这与随着$d$减小而减小的TME电流相反。值得注意的是，磁共振时薄膜中的电流至少是TME的十倍，因此可以作为轴子绝缘体的确凿证据。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of topological insulator films and low dimensional superconductors
本文综述了近年来拓扑绝缘体和超导纳米线及超导薄膜的研究进展。本文报道了用输运测量方法在TI薄膜中发现的电子-电子相互作用（EEI）、弱反局域化（WAL）和各向异性磁电阻（AMR）效应。然后，介绍了超导薄膜、桥和纳米线的输运性质以及非超导纳米线中的邻近效应。最后，TI和超导体（SC）之间的相互作用进行了讨论。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Transport Properties of Topological Insulators Films and Nanowires
近几年来，人们对拓扑绝缘体的研究和认识发展迅速。本文在简要总结了拓扑绝缘体的发展历史后，重点介绍了拓扑绝缘体薄膜和纳米线输运实验的最新进展。一些量子现象，包括弱反局域化，Aharonov玻姆效应和Shubnikov de Haas振荡，在这些纳米结构中观察到的描述。此外，超导邻近效应的电子输运证据，以及在拓扑绝缘体/超导体混合结构的异常电阻增强包括在内。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a Dirac-semimetal thin film
最近发现的拓扑狄拉克半金属代表了一种新的奇异的量子态的物质。拓扑狄拉克半金属可以被看作是石墨烯的三维类似物，其中狄拉克节点受到晶体对称性的保护。研究发现量子限制效应可以使狄拉克节点空出来，使狄拉克半金属转变为带绝缘体。根据薄膜的厚度，带绝缘体可以是普通绝缘体，也可以是量子自旋霍尔绝缘体。本文研究了Dirac半金属薄膜中的无序效应。研究发现，在狄拉克半金属薄膜中，适度的安德森无序强度可以驱动从正常带绝缘体到拓扑安德森绝缘体的拓扑相变。基于Dirac半金属Na $_{3}$ Bi模型参数的数值计算表明，在拓扑Anderson绝缘体相中，带绝缘体的体隙中出现了量子化电导平台，局域电流分布进一步证实了量子化电导平台是由无序诱导的螺旋边缘态产生的.最后，采用基于玻恩近似的有效介质理论对数值结果进行了拟合.
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
Electric Field Tuning of the Surface Band Structure of Topological Insulator Sb2Te3 Thin Films
用低温扫描隧道显微镜测量了外延Sb_2Te_3薄膜的表面态谱对外加栅电场的响应。费米能级的栅极相关位移和体载流子的屏蔽效应随膜厚的变化而变化。我们观察到的狄拉克点的薄膜薄于四五层，由于顶部和底部表面的耦合的间隙开口。此外，三个五层膜的顶面态带隙被发现是可调的背栅，表明在该系统中观察到拓扑相变的可能性。我们的结果很好地解释了一个有效的模型的三维拓扑绝缘体薄膜的结构反转不对称性，表明三个五层Sb 2 Te 3膜是拓扑非平凡的，属于量子自旋霍尔绝缘体类。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall
Exchange Field-Mediated Magnetoresistance in the Correlated Insulator Phase of Be Films
我们提出了一个铁磁体和顺磁金属的不同无序之间的邻近效应的研究。薄铍膜沉积到5 nm厚的铁磁绝缘体EuS层上。该双层布置在具有薄层电阻$R\ll R_Q$的低电阻Be膜中诱导几特斯拉的交换场$H_{ex}$，其中$R_Q=h/e^2$是量子电阻。我们发现，$H_{ex}$生存在非常高的电阻膜，事实上，似乎是相对不敏感的被障碍。我们利用这一事实，以产生一个巨大的低场磁电阻的相关绝缘体相的Be薄膜与$R\gg R_Q$。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall
Giant Magneto-optical Kerr Effect and Universal Faraday Effect in Thin-film Topological Insulators
当拓扑绝缘体的时间反演对称性被破缺时，它会表现出很强的磁电效应。本文研究了与铁磁体弱交换耦合的拓扑绝缘体薄膜的磁光克尔效应和法拉第效应。我们发现它的法拉第旋转在低频有一个普适值，$θ_{\mathrm{F}} = \mathrm{tan}^{-1}\,α$，其中$α$是真空精细结构常数，它有一个巨大的克尔旋转$θ_{\mathrm{K}} = π/2$。这些性质来自于薄膜腔限制和拓扑绝缘体的螺旋准粒子的表面霍尔电导率之间的微妙相互作用。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Optical Conductivity of Topological Insulator Thin Films in a Quantizing Magnetic Field
我们确定了量子化外部磁场存在下拓扑绝缘体薄膜的光学响应。我们明确地考虑到杂交之间的顶部和底部表面的状态。杂化和塞曼能量之间的相互作用引起拓扑和正常的绝缘体相和它们之间的相变。研究了两相中以及相变点的光学响应。我们发现，磁光响应的差异可以用来区分系统的正常相位的拓扑相位。此外，光学响应还允许我们确定由拓扑绝缘体薄膜的顶表面态和底表面态之间的杂化产生的间隙。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Three-dimensional Topological Insulator/Thin-film Ferromagnetic Metal Bilayer Structure
我们从理论上证明了三维拓扑绝缘体（TI）/薄膜铁磁金属（FMM）双层结构是一种具有宽禁带的量子反常霍尔（QAH）绝缘体.通过对本征态的能带结构和权重分布的研究，我们证明了在3DTI上附加金属薄膜可以使原Dirac点附近的能带杂化，从而使拓扑非平凡态转移到金属层中.通过在薄膜层中引入磁交换相互作用，我们计算了双层结构的反常霍尔电导率和磁各向异性，表明比通常的材料，如3DTI和3DTI/铁磁绝缘体异质结构的磁掺杂薄膜，更宽的间隙实现QAH效应的出现。结果表明，3DTI/薄膜FMM双层结构即使在室温下也能实现QAH效应，这将为其他奇异拓扑量子现象的实验实现铺平道路.
2021-04-09 cond-mat.mes-hall
Double-layer graphene and topological insulator thin-film plasmons
我们提出了耦合无质量狄拉克二维电子系统的光学和声学等离子体激元集体模式的数值和分析结果。我们的研究结果适用于拓扑绝缘体（TI）薄膜和两个石墨烯片由薄的电介质阻挡层分开。我们发现，由于强体介电屏蔽TI声学模式被锁定到顶部的粒子-空穴连续，因此可能无法观察到。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Effect of surface state hybridization on current-induced spin-orbit torque in thin topological insulator films
研究了在顶、底表面态杂化的情况下，拓扑绝缘体（TI）薄膜中的电流诱导自旋轨道矩。给出了自旋力矩与TI厚度之间的关系，并由此导出了使自旋力矩最大化的TI厚度的最佳值。我们数值计算表明，在典型的TI薄膜制成的$\mathrm{Bi_2Se_3}$，最佳的厚度约为3-5 nm。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Tunneling Tuned Spin Modulations in Ultrathin Topological Insulator Films
量子隧穿与费米表面自旋极化之间的定量关系是利用拓扑绝缘体表面态进行器件设计的关键。利用p偏振光自旋分辨光电子能谱研究了拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的金属-绝缘体转变，发现在一定的薄膜厚度下，远离表面布里渊区中心的动量自旋极化较大.此外，极化显着降低，增强隧道系统实现在薄绝缘膜，而极化的幅度饱和到批量限制更快地在较大的波矢在较厚的金属膜。我们的理论模型计算捕捉到了量子隧穿和费米表面自旋极化之间的微妙关系。我们的研究结果表明，极化电流可以调谐到零，在薄绝缘膜形成的基础上，为未来的自旋开关纳米器件。
2013-07-21 cond-mat.mes-hall
Modification of the hybridization gap by twisted stacking of quintuple layers in a three dimensional topological insulator thin film
扭曲分层材料的堆叠会产生丰富的新物理学。三维（3D）拓扑绝缘体膜在顶表面和底表面上具有二维无带隙狄拉克电子，当膜低于某一临界厚度时，所述狄拉克电子将杂化并在表面态结构中打开带隙。根据文献，可以通过各种参数（例如膜厚度、反转对称性等）来调节杂化带隙。三维强拓扑绝缘体Bi（Sb）Se（Te）族具有通过范德华相互作用堆叠在一起的五重层（QL）组成的层状结构。在这里，我们成功地生长扭曲堆叠的Sb 2 Te 3量子点，并研究扭曲角度的影响下的厚度限制的杂交间隙。我们发现，可以调整的杂化间隙的薄膜的三个量子阱，这可能会导致量子自旋霍尔态。在3-QL膜中发现间隙闭合的特征。该方法的成功应用为研究拓扑绝缘体中的奇异物理开辟了一条新的途径。
2021-08-09 cond-mat.mes-hall
Propagation of Surface Plasmon Polaritons in Thin Films of Topological Insulators
研究了表面等离子激元在拓扑绝缘体薄膜中的传播。所考虑的材料是第二代三维拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$、Bi $_2$ Te $_3$和Sb $_2$ Te $_3$。色散关系和传播长度的数值估计，考虑到拓扑绝缘体以及基板使用Drude-Lorentz模型的体介电函数的变化。确定了影响传播长度的关键因素，并提出了修改色散关系的方法。对Bi $_2$ Se $_3$的实验数据与理论值之间的明显差异提出了解释。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall
Heterogeneous nucleation and metal-insulator transition in epitaxial films of NdNiO$_3$
我们研究了NdNiO $_3$薄膜中温度驱动的一级金属-绝缘体（M-I）相变，并与体材料的M-I相变进行了比较。薄膜的M-I转变对外延应变敏感，外延应变的部分弛豫在薄膜中产生不均匀的应变场，该应变场加宽了M-I转变。无论是薄膜还是块状样品，在过渡区都表现出非平衡特征，这归因于高温金属相在其过冷状态下的存在。发现薄膜中的过冷度比体中的过冷度小得多，这表明薄膜中的金属绝缘体转变是通过异质成核发生的。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Large Enhancement of Electronic Thermal Conductivity and Lorenz Number in Topological Insulator Bi2Te2Se Thin Films
拓扑绝缘体（TI）由于其体相绝缘而表面导电的特性，引起了人们的广泛关注。然而，对拓扑绝缘体中的热输运，特别是表面态的影响的研究和理解还很缺乏。本文研究了Bi_2Te_2Se_TI薄膜的面内热导率随厚度的变化规律。对于厚度低于20 nm的膜，观察到热导率和电导率的大的增强，这归因于这些膜的表面状态和体绝缘性质。令人惊讶的是，表面的洛伦兹数超过10倍的索末菲值被发现。输运测量表明，当膜厚小于20 nm时，表面是接近电荷中性点。大Lorenz数的可能原因包括表面态Dirac流体中电流和热流的解耦以及涉及表面态的双极扩散输运。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Effect of chiral selective tunneling on quantum transport in magnetic topological-insulator thin films
采用Landauer-Buttiker方法研究了磁掺杂超拓扑绝缘体薄膜的电子输运性质。手性选择性隧穿在这样的系统中，导致传输间隙，并因此电流阻塞解决。当具有相反手性的磁性状态在能量上对齐时，这种量子传输阻塞发生。当电子隧穿由交换场引起的磁势势垒或磁势阱时，可以观察到这一点。证明了当结构反转非对称势或面内磁化作用时，这一手征跃迁规则失效，这一新发现有助于解释拓扑绝缘体薄膜中的量子输运，特别是揭示量子反常霍尔效应的纵向电导行为.此外，利用手性选择性隧穿效应产生的负微分电阻，可以设计磁性拓扑绝缘体薄膜的电子器件。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantum-Tunneling Modulated Spin Texture in Ultrathin Topological Insulator Bi2Se3 Films
了解异质拓扑绝缘体薄膜中边界模的自旋织构行为对于设计和制备功能纳米器件至关重要。在这里，通过使用自旋分辨光电子能谱与p-偏振光在拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜，我们报告的隧穿依赖的拓扑绝缘体薄膜的自旋组态的演变跨越金属到绝缘体的转变。我们观察到强烈的结合能和波矢依赖的自旋极化的拓扑表面电子在超薄隙狄拉克锥极限。增强隧穿实现系统的薄绝缘膜的极化显着降低，而在较厚的金属膜在较大的波矢的极化饱和到批量限制更快的幅度。我们提出了一个理论模型，捕捉量子隧穿和费米表面自旋极化之间的这种微妙的关系。我们的高分辨率自旋为基础的光谱结果表明，极化电流可以调谐到零，在薄绝缘膜形成的基础上，为未来的自旋开关纳米器件。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag in topological insulator films
研究了拓扑绝缘体薄膜上下表面间的库仑阻力。我们推导了包含两层系统完整自旋结构的薄膜自旋密度矩阵的动力学方程，并详细分析了电子-电子相互作用，以恢复所有与库仑阻力有关的项。针对典型的拓扑绝缘体系统，薄膜厚度d达6 nm，我们得到了数值和近似的解析结果的拖曳电阻$ρ_\text{D}$，并发现$ρ_\text{D}$是成正比的$T^2d^{-4}n^{-3/2}_{\text{a}}n^{-3/2}_{\text{p}}$在低温T和低电子密度$n_{\text{a,p}}$，其中a表示的有源层和p的钝化层。此外，我们比较了$ρ_{\text{D}}$与石墨烯，确定定性和定量的差异，我们讨论了多谷的情况下，超薄膜和电子空穴层。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Interacting Dirac Fermions on a Topological Insulator in a Magnetic Field
我们研究了外磁场中拓扑绝缘体薄膜表面的分数量子霍尔态，其中载流子的狄拉克费米子性质最近才在实验上得到证实.我们的研究表明，分数量子霍尔态在拓扑绝缘体的表面朗道能级中确实是可以观察到的。然而，由于拓扑绝缘体膜的有限厚度以及由于膜的两个表面的朗道能级的混合，与石墨烯中的效应相比，该效应的强度将不同。在较小的膜厚度下，该混合导致激发间隙对膜厚度的强烈非单调依赖性。当薄膜厚度足够大时，最低两个朗道能级的激发能隙强度相当。
2011-08-20 cond-mat.mes-hall
