Distinct Effects of Cr Bulk Doping and Surface Deposition on the Chemical Environment and Electronic Structure of the Topological Insulator Bi2Se3
在这份报告中，它表明，Cr掺杂到块体和Cr沉积在表面上的Bi_2Se_3薄膜的分子束外延（MBE）生产的电子结构和化学环境有显着不同的影响。
2017-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Bulk Signatures of Pressure-Induced Band Inversion and Topological Phase Transitions in Pb$_{1-x}$Sn$_x$Se
拓扑绝缘体的特性表现在其表面和体相两个方面，但后者仍有待探索。在这里，我们报告了大量的压力引起的带反转和拓扑相变的签名在铅$_{1-x}$锡$_x$硒（$x=$ 0.00，0.15，和0.23）。作为压力的函数的红外测量的结果表明，带隙的关闭和重新打开，以及在自由载流子光谱权重的最大值。拓扑相带隙附近态密度的增强导致了带间吸收边的陡峭。态密度的变化也产生一个最大的费米能级的压力依赖性。因此，我们的结论性的结果提供了一个一致的图片的压力诱导的拓扑相变，并突出了大规模起源的新性质的拓扑绝缘体。
2014-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Bulk band inversion and surface Dirac cones in LaSb and LaBi : Prediction of a new topological heterostructure
我们用\textit{ab initio}方法研究了LaSb和LaBi的体相和表面能带结构，并以LaBi为参考，解决了目前关于LaSb拓扑性质的分歧。我们检查的散装能带结构带反转，随着表面狄拉克锥（如果有的话）的稳定性，以保持时间反演扰动，作为一个强有力的诊断测试确定的拓扑性质的LaSb，LaBi和LaSb-LaBi多层。对由LaSb和LaBi的交替晶胞组成的多层的详细\textit{ab initio}研究表明，在体中存在带反转，在（001）表面上存在无质量狄拉克锥，其在时间反演保持扰动的影响下保持稳定，从而证实了多层的拓扑非平凡性质，其中电子性质可以根据要求进行定制。进行详细的$\mathbb{Z}_2$不变量计算以得出整体结论。
2018-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Spectroscopic signature of surface states and bunching of bulk subbands in topological insulator (Bi$_{0.4}$Sb$_{0.6}$)$_2$Te$_3$ thin films
用分子束外延法在SrTiO $_3$（111）衬底上生长了高质量的拓扑绝缘体（Bi $_{0.4}$ Sb $_{0.6}$）$_2$ Te $_3$薄膜。用原位角分辨光电子能谱和原位扫描隧道谱研究了它们的电子结构。实验结果显示出惊人的相似之处，相对论从头算紧束缚计算。我们发现三维拓扑绝缘体（Bi $_{0.4}$ Sb $_{0.6}$）$_2$ Te $_3$的晶体板显示拓扑表面态、在最外层Te原子层上具有大权重的表面态以及量子化的色散体能级。我们观察到，体能级的带宽大大减少。这些聚束的体态以及表面态在局域态密度中产生强峰。
2021-12-23 cond-mat.mtrl-sci
Observation of bulk nodal lines in topological semimetal ZrSiS
ZrSiS是研究最深入的拓扑结线半金属候选者，其被提出在其体电子结构中具有多个结线。然而，以往的角度分辨光电子能谱（ARPES）实验主要是探测表面态的真空紫外光。在这里，使用体敏感的软X射线ARPES，我们获得的体电子态的ZrSiS没有任何干扰的表面状态。我们的结果清楚地显示了两组三维体波节线，分别位于体布里渊区的高对称平面上和沿高对称线。高对称面上的节线通过载流子补偿钉扎在费米能级上，构成整个费米面。这意味着ZrSiS中的载流子完全由结线费米子贡献，这表明ZrSiS是研究与结线相关的物理性质的显着平台。
2017-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Bulk contribution to magnetotransport properties of low defect-density Bi$_2$Te$_3$ topological insulator thin films
在拓扑材料领域的一个重要挑战是仔细解开的拓扑表面态的电子输运贡献的散装。对于Bi $_2$ Te $_3$拓扑绝缘体样品，已知在制造工艺期间暴露于空气的体单晶和薄膜是体导电的，其中化学势在体导带中。对于Bi $_2$ Te $_3$薄膜生长的分子束外延，我们结合结构表征（透射电子显微镜），化学表面分析作为时间的函数（X-射线光电子能谱学）和磁输运分析，以了解低缺陷密度和记录高体电子迁移率一旦电荷掺杂到体表面退化。从霍尔效应和量子振荡中提取的载流子密度和电子迁移率是一致的，并揭示了大的体载流子迁移率。由于体费米表面的圆柱形形状，体磁阻振荡的角度依赖性在本质上是二维的。
2018-01-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tuning topological surface magnetism by bulk alloying
部署的IV-VI族半导体的体能带结构的分析原子模型，我们连接的自旋结构的拓扑表面状态的晶体场和自旋轨道耦合参数的体材料。虽然Dirac-Weyl（或等价地，Rashba）型拓扑表面状态通常被假设为普适的，但我们表明表面状态的物理是惊人的非普适的。为了清楚地看到这一点，我们计算RKKY相互作用，这可以被视为这种表面态自旋结构的探针，发现它的\emph{qualitative form}取决于体自旋轨道和晶体场参数的值。这开辟了通过例如改变IV-VI族三元化合物的组成来调节IV-VI族拓扑绝缘体表面上的自旋相互作用的途径，以及突出了拓扑绝缘体中体相和表面物理之间的联系的重要性。
2017-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manipulation of Topological States and Bulk Band Gap Using Natural Heterostructures of a Topological Insulator
我们对（PbSe）5（Bi_2Se_3）_3 m进行了角分辨光电子能谱研究，该材料形成了由拓扑绝缘体（TI）和普通绝缘体组成的天然多层异质结构.对于m = 2，我们观察到一个带隙的Dirac-cone状态的体带隙内，这表明拓扑界面态被有效地封装块层;此外，有人发现，量子限制效应的Bi 2Se 3层的带色散的有效体带隙提高到0.5 eV，有史以来最大的TI中观察到的。此外，我们发现系统在m = 1时不再处于拓扑相，指向在m = 1和2之间的拓扑相变。这些结果表明，利用自然发生的异质结构是一个新的有前途的战略，实现奇异的量子现象和器件应用的TI。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-necessity of band inversion process in 2D topological insulators for bulk gapless states and topological phase transitions
在通常采用的2D拓扑绝缘体模型中，众所周知，体无带隙态形成在能带反转点处，在该点处，态的简并性受到对称性的保护。因此，有时很容易考虑这种特性，即无隙态的出现，是在对称性保护下的能带反转过程的结果。类似地，带反转过程甚至可能被认为是诱导2D拓扑相变所必需的。为了澄清这些误导的观点，我们提出了一个简单的模型与灵活的陈数来证明，散装无带隙状态出现在拓扑相变的相边界，尽管没有带反转过程。此外，体无间隙状态不需要出现在由对称性保护的特殊$k$点处。鉴于这些基本的\textit{conceptual}问题的重要性及其广泛的影响，我们的澄清应该产生强烈的普遍利益和重大影响。此外，我们的一般模型的简单性和灵活性与任意陈数应证明有用的广泛的未来研究的拓扑状态的物质。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sn-doped Bi1.1Sb0.9Te2S, a bulk topological insulator with ideal properties
拓扑绝缘体研究中的一个长期存在的问题是找到一种材料，该材料为表征拓扑表面态提供了理想的平台，而不受体电子态的干扰，并且可以可靠地制造为体晶体。该材料将是体绝缘体，具有与体价带和导带良好隔离的表面态狄拉克点能量，具有高表面态电子迁移率，并且可生长为大的高质量体单晶。在这里，我们表明，这个主要的材料领域的障碍是克服了轻Sn掺杂Bi1.1Sb0.9Te2S（锡BSTS）的垂直布里奇曼法生长的晶体，我们在这里通过角分辨光电子能谱，扫描隧道显微镜，运输研究的体和表面状态，X射线衍射和拉曼散射。我们将这种新材料作为一种块状拓扑绝缘体，可以在世界各地的许多实验室中可靠地生长和研究。
2015-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Bulk-to-surface misorientation and the spin texture of topological insulators
弱拓扑绝缘体在表面布里渊区具有一组对称的Dirac-Weyl锥，这意味着体的低能流形的主轴与表面法线之间存在取向差。我们表明，这种功能的弱拓扑绝缘体来与一个隐藏的丰富的表面自旋纹理，并通过取向错误的螺旋纹理可以成为一个不寻常的双曲自旋纹理。我们通过比较晶体拓扑绝缘体SnTe（111）表面上的$M$点和$Γ$点Dirac-Weyl锥来说明这种效应。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Surface-to-bulk scattering in topological insulator films
提出了拓扑绝缘体（TI）薄膜中表面态和体态之间无序和声子诱导耦合的定量微观理论。我们发现一个简单的结构的表面到体散射矩阵元素，并确认体表面耦合在运输和光电发射实验的重要性，评估其依赖于温度，载流子密度，薄膜厚度和粒子-空穴不对称性。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Kirchhoff Law and Bulk-Edge Correspondence for Valley-Chern and Spin-Valley-Chern Numbers
谷陈数和自旋谷陈数是谷电子学中的关键概念。它们在狄拉克理论中是拓扑数，但在紧束缚模型中不是。我们分析了具有相同的陈数和自旋陈数但具有不同的valley-Chern数和自旋-valley-Chern数的两个相位之间的体积-边缘对应关系。它们之间的边缘状态是拓扑平凡的紧束缚模型，但被证明是强大的拓扑边缘。我们构造由拓扑边组成的Y-连接。它们满足拓扑基尔霍夫定律，其中拓扑电荷在结处守恒。我们可以将Y结解释为具有四个拓扑数的粒子的散射过程。这将是未来拓扑电子学的一个里程碑。
2013-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk-LDOS Correspondence in Topological Insulators
寻找诊断实际材料中拓扑相的判据一直是拓扑物理学的主要任务之一。目前，基于能隙拓扑边界态光谱测量的体-边界对应和基于分数谱荷测量的分数角异常是表征拓扑绝缘相的两种主要方法。然而，这两种方法需要一个完整的带隙，或者在间隙状态或严格的空间对称性的整体样品，显着限制了它们的应用更广泛的情况下。在这里，我们提出并证明了一种方法，将非平凡的层次散装拓扑的多维分区的局部状态密度（LDOS），分别表示为散装LDOS对应。具体地说，在一个有限尺寸的拓扑非平凡的光子晶体，我们观察到的分布LDOS被分为三个分区的样品-二维的内部体区域（避免边缘和角落地区），一维的边缘区域（避免角落地区），和零维角落网站。相比之下，LDOS分布在整个二维块体面积在整个频谱的拓扑平凡的情况下。此外，我们提出了这个标准的普遍性，通过验证这种对应关系在一个高阶拓扑绝缘体没有一个完整的带隙和障碍。我们的研究结果提供了一个通用的方法来区分拓扑绝缘体，并揭示了未知的功能的拓扑定向带隙材料没有在间隙状态。
2022-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Imaging the topological current carrying state and the surface to bulk transformation, in Bi2Se3 single crystal and thin film
基于磁光的电流成像技术比较了拓扑绝缘体材料Bi 2 Se 3的单晶和薄膜中拓扑电流分布的性质。该单晶在低温下具有约3.6nm厚的均匀拓扑表面电流片。随着温度的升高，电流部分地转移到晶体块体中，并且伴随地，片分裂成高电流密度区域和低电流密度区域的片状网络。高电流密度区的温度依赖性表明，晶体中的表面到体的转变具有经典的相变现象的特征。具有拓扑高电流密度的表面积分数表现为序参量。这种相变是由无序驱动的。在Bi 2 Se 3薄膜中，我们发现了准一维拓扑边缘电流的存在，这种电流在弱的外加磁场下被抑制。边缘电流在薄膜中转变为均匀的体电流。
2020-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectromicroscopic measurement of surface and bulk band structure interplay in a disordered topological insulator
拓扑绝缘体是体半导体，由于拓扑体边界对应原理，其表现出间隙中无质量的狄拉克表面态[1-3]。这些表面状态一直是一个巨大的持续兴趣的主题，由于其固有的属性和更高阶的出现现象，可以通过操纵界面环境[4-11]。在这里，角分辨光电子能谱（ARPES）和补充扫描隧道显微镜（STM）进行模型拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的拓扑有序的体和表面能带结构的晶体不均匀性的相互作用进行调查。定量分析方法的开发，以获得关键的光谱信息，尽管在每个测量点的停留时间有限。带能量被发现在整个样品表面的50毫电子伏的规模上变化，使单样品测量，类似于一个多样品掺杂系列（称为“分仓系列”）。分别集中在表面和散装电子揭示了一个非平凡的杂交一样的表面和散装状态的能量波动之间的相互作用。
2019-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk Topological Superconductors
这篇综述介绍了已知的大块拓扑超导体的候选者，并将它们与时间反演对称性（TRS）和间隙结构进行了分类。详细介绍了两种典型拓扑超导体TRS断裂的Sr_2RuO_4和TRS保持的Cu_xBi_2Se_3的最新研究进展。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exchange-Driven Intermixing of Bulk and Topological Surface State by Chiral Excitons in Bi2Se3
本研究利用从头算揭示Bi2Se3中交换作用驱动手性激子混合体态与拓扑表面态，阐明其对拓扑保护和圆偏振光选择定则的影响。
2023-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Topological surface currents accessed through reversible hydrogenation of the three-dimensional bulk
氢是自然界中最小和最丰富的元素，可以有效地掺入固体中并彻底改变其电子状态-已知它可以在复杂的钙钛矿中诱导新的磁电效应，并在相关的莫特氧化物中调节绝缘体到金属的转变。在这里，我们表明，氢化解决了一个突出的挑战，在硫属化物类的三维（3D）拓扑绝缘体和磁铁-控制的内在体导电，拒绝访问量子表面运输。由于H+离子与Te（Se）硫属元素的可逆结合提供了电子，载流子密度很容易发生超过10^20 cm^-3的变化，从而可以将费米能级调整到体带隙中，进入表面/边缘电流通道。氢调谐拓扑材料在室温下是稳定的，并且不管体积大小都是可调谐的，为利用新兴拓扑状态开辟了广阔的平台。
2021-02-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Bulk Topological Proximity Effect
现有的邻近效应源于具有局部序参量的系统，例如局部磁矩或局部超导配对振幅。在这里，我们证明，尽管缺乏一个本地的序参量，拓扑相位也可能会引起一个独特的反转性质的邻近效应。我们专注于一个拓扑相位广泛耦合到第二个系统的一般建设，我们认为，在许多情况下，逆拓扑秩序将诱导第二个系统。为了支持我们的论点，我们严格建立这种“散装拓扑邻近效应”的所有带隙的自由费米子拓扑相位和相互作用的拓扑相位的代表性可积模型。我们提出了一个平台建设，说明了这种邻近效应的现象学后果。最后，我们讨论了我们的框架之外的推广，包括如何内在的拓扑秩序也可能表现出这种效果。
2015-10-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Bulk Polarization Transitions and Higher-Order Embedded Topological Eigenstates for Sound
拓扑系统对无序和连续扰动具有固有的鲁棒性，导致量子固体中电子的无耗散边缘输运，或经典波系统中光子和声子的无反射引导，其特征在于Chern或自旋-Chern拓扑不变量。然而，这些拓扑物理学的例子并没有穷尽所有可能的拓扑相，最近引入了一类新的拓扑超材料，其特征在于体极化。除了边缘传导，这些系统已被证明主机高阶拓扑模式。在这里，我们在3D打印的二维声学元结构中引入和测量拓扑体极化，并观察拓扑转变，因为设计参数被调整。我们还表明，我们的拓扑元结构主机的1D边缘和高阶0 D角状态具有独特的声学特性。边缘状态具有自旋极化，其对于相反的传播方向反转，从而支持定向激发。角态被钉扎到元结构的角上，并沿着边缘和体块快速衰减。有趣的是，这些0 D状态可以在光谱上与体态的连续谱重叠，但与辐射不兼容，从而使嵌入的拓扑本征态在体模的连续谱内。它们的局限性和固有的拓扑鲁棒性通过故意引入无序来实验证实。我们的发现为先进的声音传播和操纵开辟了声学的新方向。
2018-07-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Spin Generation Via Bulk Spin Current in Three Dimensional Topological Insulators
迄今为止，三维拓扑绝缘体中的自旋产生主要被建模为单个表面现象，归因于每个单独表面上的动量自旋锁定。在这篇文章中，我们提出了一种机制的自旋产生的绝缘但拓扑非平凡的散装的作用变得明确：外部电场创建一个横向纯自旋电流通过散装的三维拓扑绝缘体，它运输自旋之间的顶部和底部表面。在足够高的表面无序度下，自旋弛豫时间可以通过Dyakonov-Perel机制延长。因此，自旋产生效率和表面电导率都大大提高。数值模拟证实，这种自旋产生机制起源于顶部和底部表面的独特拓扑连接，并且在其他二维系统（如石墨烯）中不存在，即使它们具有类似的狄拉克锥型色散。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Experimental evidence for topological surface states wrapping around bulk SnTe crystal
我们证明了金属拓扑表面态包裹在三维拓扑晶体绝缘体SnTe的所有侧面。这是通过研究振荡量子磁输运和磁化在倾斜的磁场，使我们能够观察到从相邻的样品侧的同时贡献。考虑到SnTe库对费米能级的钉扎作用，我们成功地从理论上描述了磁化强度的deHaas-vanAlphen振荡。所确定的表面态的π-Berry相位证实了它们的狄拉克费米子性质。我们独立地观察到振荡的贡献，磁输运和磁化起源于散装SnTe水库的高孔密度。结果表明，体朗道态和表面朗道态是平行存在的。我们的主要结果是：拓扑表面态四面包围着体库，这一结果具有普适性。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Directional mechanical response in the bulk of topological metamaterials
机械超材料是那些设计用于以新颖和理想的方式传递力和运动的结构。最近，Kane和Lubensky证明了在边缘机械稳定点的晶格（麦克斯韦晶格）具有拓扑不变量，描述了松弛的零能量边缘模式的分布。在这里，我们表明，在这些晶格的大部分中的一个点上施加力产生定向的机械响应，其中应力或应变仅在力的一侧引起。这提供了机械极化的体积度量和朝向或远离结构的部分传递应力和应变的设计原理。我们还表征了去除键对材料结构和松弛模式的影响，建立了边缘模式和批量响应之间的关系。
2017-01-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Giant Bulk-Rashba Splitting in Polar Topological Insulator BiSbTeSe$_2$
Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）
该研究发现极性拓扑绝缘体BiSbTeSe₂因失去反演中心产生巨量体Rashba劈裂，其Rashba系数接近GaAs，可用于研究体Rashba与拓扑表面态的自旋电荷输运贡献。
2026-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect from the Topological Surface States of Strained Bulk HgTe
我们报告的三维，70 nm厚的碲化汞层，这是应变的碲化镉衬底上的外延生长的运输研究。应变在另外的半金属HgTe中诱导带隙，其因此变成三维拓扑绝缘体。在mK温度下，剩余体载流子对带隙碲化汞层的输运性质的贡献可以忽略不计。结果表明，样品表现出了量子化的霍尔效应，这是由二维单锥类狄拉克拓扑表面态引起的.
2011-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of bulk photovoltaic effect in topological insulators
我们研究了带反转拓扑相变附近材料的位移电流体光伏响应。我们发现，体光电流反转的带反转过渡的方向，其幅度增强附近的相变。这些结果表明，与第一原理DFT计算的BiTeI和CsPbI $_3$在静水压力下，并解释了一个分析模型，表明这种现象仍然是强大的跨不同的材料系统。
2016-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Correlation effects on 3D topological phases: from bulk to boundary
量子物质的拓扑相不受传统序参量的表征，但可以表现出量子化的电磁响应和/或受保护的表面态。我们研究这种现象的三维相关的复杂氧化物，烧绿石铱酸盐的模型。该模型实现了具有和不具有时间反演对称性的相互作用拓扑绝缘体以及拓扑Weyl半金属。我们使用细胞动力学平均场论，一种方法，结合量子多体效应，并允许我们评估相关系统中的磁电拓扑响应系数。这个不变量是用来解开一个简单的平均场研究中缺乏的相互作用的轴子绝缘体的存在。我们证实了我们的散装结果通过研究的拓扑边界状态的相互作用的存在下的演变。实验结果和搜索相关材料的保护拓扑秩序。
2012-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Resolving the Topological Classification of Bismuth with Topological Defects
拓扑材料中的体边界对应允许通过调查其拓扑边界模式来研究其体拓扑。然而，对于具有相似边界现象的类，拓扑相的日益多样性可能导致材料拓扑分类的模糊性。这就是散装铋的现状。虽然一些理论模型表明铋具有平凡的拓扑性质，但其他理论和实验研究表明铋具有非平凡的拓扑分类，例如强或更高阶的拓扑绝缘体，两者都在其边界上具有螺旋模式。在这里，我们使用一种新的方法来解决铋的拓扑分类光谱映射的响应，其边界模式的拓扑缺陷的形式的螺旋位错（SD）。我们发现，边缘模式在很宽的能量范围内延伸，并承受晶体学的不规则性，没有显示出任何迹象的背散射。它似乎绑定到体SD，如预期的拓扑绝缘体（TI）与非零弱指数。我们认为，小规模的散装能隙，在时间反转对称动量$L$，位置铋的拓扑相变的临界区域内的强TI与非零弱指数。我们发现，所观察到的边界模式近似螺旋已经在$\mathbb{Z}_2$平凡的拓扑相变的一面。这项工作为进一步研究拓扑相对晶体拓扑缺陷的响应，以及独特地探索其相关的体边界现象的可能性打开了大门。
2019-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Revealing electrically undetectable room temperature surface-mobility of bulky topological insulators by spectroscopic techniques
高表面迁移率是三维拓扑绝缘体（3DTI）的标志，这归因于拓扑保护。利用表面的流动性表明成功地应用拓扑性质的实际目的。然而，不可避免的体传导阻碍了表面迁移率的检测。即使在高质量晶体的情况下，体状态也形成电流的主要通道。因此，电输运测量，表面迁移率可以解决只有低于微米厚的晶体。在较高的温度下，表面迁移率的评估变得更具挑战性，其中声子可以发挥作用。在这里，使用光谱技术，我们成功地评估了Bi 2 Te 3（BT）在室温（RT）下的表面迁移率。我们获得的有效质量和平均散射时间的表面和体状态，使用角分辨光电子能谱和太赫兹时域光谱。我们揭示了BT的创纪录的高表面迁移率，超过33，000 cm^2/（Vs）每个表面片，尽管在RT共存的体态以及声子的内在限制。我们的研究结果部分支持了有趣的结论，即拓扑保护在RT持续存在。我们的方法可以适用于其他拓扑材料具有费米能级附近的多带结构。
2019-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk physics entwined with a topological surface state
对于IV-VI族半导体，我们导出了体绝缘体的微观带隙边波函数与Dirac-Weyl拓扑表面态波函数之间的精确关系，从而得到了完全微观的表面态.我们发现，自旋轨道相互作用和晶体场的平衡，以及表面能带的弯曲，可以深刻地影响表面态自旋动量锁定。作为这一点的一个表现形式，我们预测的自旋纹理的$M$点狄拉克锥的SnTe可以通过一个意想不到的丰富序列的自旋纹理-扭曲螺旋与缠绕数$\pm 1$，$k_x$线性，双曲线，和$k_y$线性-例如，通过调整在表面的带弯曲。
2017-02-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of electron spin resonance in bulk topological insulators Bi2Se3, Bi2Te3 and Sb2Te3
本文对Bi_2Se_3、Bi_2Te_3和Sb_2Te_3等体拓扑绝缘体中的电子自旋共振进行了理论研究。使用有效的四带模型，我们发现在一个静态磁场中的电子能谱，并确定电和磁偶极子扰动的响应，由振荡的电场和磁场垂直于静态场。我们确定了相关的选择规则，并计算了吸收光谱。这使我们能够分离有效的轨道和自旋自由度，并确定电子和空穴的有效g因子。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized surface transport in topological Dirac semimetal films
在拓扑材料中，由非平凡体序保护的非常规表面态是各种奇异量子输运的来源。一个突出的例子是拓扑半金属中独特的磁轨道，即所谓的外尔轨道，其中两个空间上分离的表面费米弧在体块上相互连接。最近在Dirac半金属Cd_3As_2中观察到的量子霍尔态引起了人们对可能从外尔轨道演化而来的新量子化现象的关注。在这里，我们报告的表面量子振荡及其演变成量子霍尔态的Cd3As2薄膜样品，其中体尺寸，费米能，能带拓扑结构系统控制。我们揭示了体态在量子化表面输运和由此产生的量子霍尔简并依赖于体占领的基本参与。我们的示范控制薄膜样品中的表面输运也铺平了道路，工程费米弧介导的运输拓扑半金属。
2019-04-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
The Topological Relation Between Bulk Gap Nodes and Surface Bound States : Application to Iron-based Superconductors
在过去的几年里，具有受保护的无隙表面（边缘）态的材料已经上升到凝聚态物理的中心舞台。几乎所有的讨论都集中在拓扑绝缘体和超导体上，它们在体内具有完整的准粒子能隙。在本文中，我们认为系统拓扑稳定的体节点提供了另一类材料具有强大的无隙表面状态。此外，体节点的位置决定了显示（或不显示）这种状态的表面的米勒指数。当其他相敏技术不适用时，测量这些零模的光谱特征允许对非常规超导体的节点结构进行相敏测定。我们将这个想法应用于无间隙铁基超导体，并展示了如何区分偶然对称决定的节点。我们将论证，同样的想法导致了一种检测一类难以捉摸的自旋液体的方法。
2012-08-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Non-Hermitian Topological Theory of Finite-Lifetime Quasiparticles: Prediction of Bulk Fermi Arc Due to Exceptional Point
我们引入了一个拓扑理论来研究相互作用和/或无序多体系统中的准粒子，由于非弹性和/或弹性散射，这些系统具有有限的寿命。单体准粒子哈密顿量既包含了能带理论中的布洛赫哈密顿量，又包含了相互作用产生的自能，当准粒子寿命有限时，它是非厄米的。本文研究了动量空间中非厄米准粒子哈密顿量的拓扑，其能谱是复杂的。能带结构和准粒子寿命的相互作用被发现有显着的后果在零和小间隙系统。特别地，我们预言了具有两种不同准粒子寿命的狄拉克材料中拓扑例外点和体费米弧的存在。
2017-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable surface-to-bulk coherent coupling in topological insulator thin films
我们研究了由拓扑绝缘体（TI）Bi 2Se 3薄膜图案化的密度可调微器件中的相干输运。该器件表现出明显的电场效应，包括开/关比为500%的电阻双极调制。我们发现，弱反局域化（WAL）校正电导是敏感的相干耦合通道的数量，其中在TI包括顶部和底部表面和散装载流子。通过施加栅极电压和在升高的温度下，这些被分离成相干独立的通道。我们的结果是一致的模型，其中通道分离是由相干时间和表面-体散射时间之间的竞争。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quasiparticle Effects in the Bulk and Surface-State Bands of Bi2Se3 and Bi2Te3 Topological Insulators
采用基于GW近似的第一性原理多体微扰理论研究了Bi2Se3和Bi2Te3拓扑绝缘体的体能带结构和表面态.准粒子自能修正对体能带结构引入了显著的变化，而它们对带隙的影响在带反转区与通常没有带反转的情况相反。参数化的“剪刀运营商”来自批量的研究，然后被用来调查的电子结构的平板模型，表现出拓扑保护的表面状态。包括自能修正的结果显示显着的位移的狄拉克点相对于体带和大的间隙开口的表面状态之间的相互作用所造成的整个薄板，都与实验数据相一致。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Why is the bulk resistivity of topological insulators so small?
原生拓扑绝缘体（TI）通常是重掺杂的$n$型晶体。受主的补偿被用来将费米能级移动到带隙的中间，但即使这样，TI也具有令人沮丧的小体积电阻率。我们表明，这个小电阻率是由于带弯曲的随机库仑电位差屏蔽波动。使用完全补偿的TI的数值模拟，我们发现，体电阻率的激活能只有0.15倍的带隙，与实验数据吻合良好。在较低的温度下，激活的运输交叉到可变范围跳跃具有相对较大的本地化长度。
2012-10-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Subspace-Protected Topological Phases and Bulk-Boundary Correspondence
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体研究所）
本文阐明了子空间在自由费米子拓扑相中的作用，定义了新的拓扑不变量，揭示了未配对零模等边界现象，建立了体-边界对应，并探讨了与内部对称性的相互作用及可能平台。
2026-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Wannier cycles for the bulk and edges
拓扑材料通常具有独特的边缘状态，而这些边缘状态又被用来在实验中检测不同的拓扑相。近年来，随着各种高阶拓扑绝缘体的发现，这种光谱拓扑特性从边缘态扩展到角态。然而，在真正的材料中，保护角态的手征对称性经常被破坏，即使在高阶拓扑数保持量子化和不变的情况下，也会导致脆弱的角态。在这里，我们表明，一个本地人工规范通量可以作为一个强大的探针的Wannier型高阶拓扑绝缘体，这是有效的，即使当手征对称性被打破。由此产生的可观察的签名是出现的循环频谱流穿越一个或多个带隙。这些谱流与束缚在人工规范通量上的局域模有关。这一现象的本质是由于局域规范通量作用于Wannier轨道时，Wannier轨道发生了循环变换。我们将拓扑Wannier圈推广到具有C2和C3对称性的系统，并证明了它们可以探测体积和边缘Wannier中心，产生丰富的拓扑现象。
2022-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of boundary induced chiral anomaly bulk states and their transport properties
边缘模式的鲁棒传输可能是拓扑材料最有用的性质。边模的存在性由体-边对应保证，即拓扑边模的个数由体拓扑不变量决定。为了在边缘上获得鲁棒的输运，我们需要对许多体原子进行体积改变，以控制低维中少数边缘原子的性质。我们建议在这里，我们可以做相反的，在某些情况下：边缘的属性可以保证手征输运现象，在一些散装模式，实现的现象，基本上是相同的拓扑谷霍尔系统中观察到的。具体来说，我们表明，拓扑平凡的二维六边形声子晶体板（波导）的硬壁边界的边界保证了体模的存在与手征异常内的赝隙。我们实验观察到强大的谷选择运输，完整的谷态转换，和谷聚焦的手性异常体态（CABS）在这样的声子晶体波导。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
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
Realization of Surface-Obstructed Topological Insulators
近年来，高阶拓扑绝缘体引起了人们的广泛兴趣。不同于传统的拓扑绝缘体，需要大量的间隙关闭在过渡点，高阶能带拓扑结构可以改变没有大量关闭，并表现为高维边界状态的障碍。在这里，我们报告的第一个实验实现的三维表面阻塞的拓扑绝缘体使用声学晶体。我们的声学测量明确地表明，出现在中间的体积和表面带隙的一维拓扑铰链状态，作为一个直接的表现形式的高阶能带拓扑结构。再加上比较测量的平凡和相变点绝缘体，我们的实验数据确凿地证明了独特的体积边界物理的表面阻碍带拓扑结构。也就是说，拓扑相变是由表面能隙的闭合决定的，而不是由体能隙的闭合决定的。我们的研究可能会激发新的活动，以加深对这种难以捉摸的拓扑相位的理解。
2022-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.app-ph
