Topological Hall and Spin Hall Effects in Disordered Skyrmionic Textures
我们进行了全面的拓扑霍尔和拓扑自旋霍尔效应在无序skyrmionic系统的研究：无量纲（自旋）霍尔角的评估跨能量能带结构的多探针Landauer-Büttiker形式主义和他们的链接出现的自旋纹理的真实空间拓扑结构的有效磁场突出。我们讨论了这些结果的最佳skyrmion的大小和各种尺寸的样品，发现绝热近似仍然适用于大skyrmion以及几个原子大小的nanoskyrmion。最后，我们测试了拓扑信号对无序强度的鲁棒性，表明拓扑霍尔效应对动量散射高度敏感。
2016-09-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear dynamics of topological ferromagnetic textures for frequency multiplication
我们建议，非线性射频动力学和纳米尺度的拓扑磁结构相关联的定义明确的内部模式主张使用它们作为在物质的可扩展的频率倍增器的自旋电子系统。倍频器允许在输入和输出频率之间进行频率转换，从而显著增加可控可访问频率的范围。特别是，我们探讨了激发本征模的拓扑磁纹理的分数相应的本征频率。我们通过微磁模拟表明，系统的低频扰动可以有效地激发具有较高振幅的有界模式。例如，我们通过施加相应本征频率的一半、三分之一和四分之一来激发孤立铁磁skyrmions的本征模。我们预测，频率倍增通过磁结构是一个普遍的现象，这是独立的特定属性的磁纹理，并适用于磁涡旋，液滴和其他拓扑纹理。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall
Novel Spin-texture on the warped Dirac-cone surface states in topological insulators
我们用第一性原理计算和模型哈密顿量研究了Bi 2 Te 3族三维拓扑绝缘体的表面态性质。当表面狄拉克锥由于菱形结构中的Dresselhaus自旋轨道耦合而翘曲时，自旋获得有限的面外分量。我们预测了一种新的面内自旋纹理的扭曲表面狄拉克锥的自旋不垂直于电子动量。我们的k.p模型计算表明，这种新型的面内自旋纹理需要高阶Dresselhaus自旋轨道耦合项。
2011-03-24 cond-mat.mes-hall
Theory of Magnetic-Texture-Induced Anomalous Hall Effect on the Surface of Topological Insulators
反常的霍尔效应是由磁织构如skyrmions引起的。基于微扰方法，我们推导了三阶磁化下拓扑绝缘体表面霍尔电导率的解析公式$\boldsymbol{M}(\boldsymbol{x})$。我们确定的磁性纹理，有助于霍尔电导率高达三阶的磁化强度和二阶的空间微分。我们把磁化作为一个扰动来计算霍尔电导率为每个磁性织构的线性响应理论的基础上。此外，我们估计的Skyrmion诱导的霍尔电导率，并确认它依赖于Skyrmion的形状，如布洛赫型或Néel型Skyrmion。研究结果不仅适用于常规的Skyrmion系统，也适用于更一般的磁结构。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
Anomalous spin textures in a 2D topological superconductor induced by point impurities
针对拓扑超导体中杂质对电子态的影响问题，通过研究能带散射共振与自旋纹理，发现超导能隙外的散射共振证明拓扑鲁棒性，还揭示了与Dzyaloshinskii-Moriya相互作用相关的非平庸各向异性自旋纹理，为后续杂质相关研究提供参考。
2023-04-11 cond-mat.mes-hall
Bilinear magneto-electric resistance as a probe of three-dimensional spin texture in topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态表现出自旋动量锁定现象，电子自旋的方向由其动量决定。探测这些态的自旋织构对于拓扑绝缘体器件的实现具有重要意义，但目前可用的主要技术是自旋和角度分辨光电子能谱。在这里，我们揭示了自旋织构和一种新的磁阻之间的密切联系，这取决于电流相对于磁场以及晶轴的相对取向，并与所施加的电场和磁场呈线性关系。这种双线性磁-电阻可以通过简单的输运测量来映射拓扑表面态的自旋织构。对于一个典型的Bi 2Se 3单层，我们可以映射的自旋纹理的平面内和平面外的组件-后者所产生的六边形翘曲。理论计算表明，双线性磁电阻是由非平衡自旋电流在外加磁场作用下转变为电荷电流而产生的。
2017-06-29 cond-mat.mes-hall
Planar magnetic texture on the surface of a topological insulator
研究了耦合到拓扑绝缘体Dirac表面态的绝缘磁性薄膜中的平面磁织构。结果表明，缠绕数为$w=\pm1$的径向涡旋导致了Dirac态的禁闭，并发现了对二维氢原子薛定谔方程的精确映射，在均匀的面外磁场中，完全自旋极化的零能束缚态类似于Dirac电子的零朗道能级.有趣的是，当杂化系统与$s$波超导体近耦合时，Abrikosov涡旋处Majorana零模的存在仅取决于磁交换耦合和对强度的相对大小.最后，我们简要讨论了这种磁纹理的物理实现。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall
Theory of current-driven dynamics of spin textures on a surface of topological insulators
自旋转移矩是拓扑绝缘体在自旋电子学中成功应用的重要物理量之一。在本文中，我们给出了磁拓扑绝缘体表面上自旋转移矩的解析表达式，该表达式包含了高阶动量、$k^2$项和六角翘曲的贡献。我们得到六种不同类型的自旋转移力矩，包括类场和类阻尼力矩;只有当高阶动量贡献包括在内时，它们中的四个才会出现。此外，我们还讨论了自旋转移矩驱动下拓扑绝缘体表面磁skyrmion的动力学行为。与传统金属中的Skyrmion动力学不同，我们发现动力学显著依赖于磁织构的内部结构。
2019-08-01 cond-mat.mes-hall
Interface-Induced Stability of Nontrivial Topological Spin Textures: Unveiling Room-Temperature Hopfions and Skyrmions
本研究针对室温下拓扑自旋纹理稳定难题，通过铁磁体/拓扑绝缘体/铁磁体三层异质结构的界面磁性与几何限制，首次实现零磁场室温下霍普夫子和斯格明子的自发稳定，为磁信息载体及拓扑器件提供新途径。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall
Unconventional spin texture of a topologically nontrivial semimetal Sb(110)
锑的表面的特征在于存在的自旋分裂状态内的投影体带隙和费米轮廓，因此预计将表现出自旋纹理。用自旋分辨的密度泛函理论计算了Sb（110）表面能带的自旋极化。非常规自旋织构的存在被证实的电子散射在这个表面上的调查。通过扫描隧道显微镜成像的单个散射杂质周围形成的电荷干涉图案揭示了直接背散射信号的存在。我们确定了允许的散射矢量和分析其偏差的演变关系的表面状态色散。
2012-09-25 cond-mat.mes-hall
Cavity Optomechanics of Topological Spin Textures in Magnetic Insulators
拓扑磁结构的集体动力学可以被认为是一个在磁钉扎势中运动的大质量粒子。我们证明了在腔谐振器内，这种有效的机械系统可以通过磁光逆法拉第效应和Cotton-Mouton效应感受到腔光子的电磁辐射压力。我们估计的两个自旋纹理-布洛赫域壁和手征磁孤子晶格的光机耦合的有效参数的值。孤子晶格具有磁手性，因此在圆偏振光中，它表现得像一个手性粒子，其光机械耦合的符号由光的螺旋性和晶格的手性决定。最有趣的是，我们发现了一个水平吸引制度的孤子晶格，这是可调的通过施加磁场。
2019-01-01 cond-mat.mes-hall
Spin Torque on Magnetic Textures Coupled to the Surface of a Three-Dimensional Topological Insulator
本文从理论上研究了具有空间变化磁化强度的铁磁薄层中的自旋力矩和磁化强度的动态变化。FM层沉积在拓扑绝缘体（TI）的表面上。在电子自旋沿磁化方向绝热弛豫的极限下，交换相互作用与TI的类Rashba表面织构之间的相互作用产生拓扑规范场.在规范场和外加电流的作用下，自旋力矩随电流的方向而变化。我们推导出了相应的有效各向异性场，从而修正的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，它描述了自旋力矩和磁化动力学。此外，我们研究了典型的磁纹理，如畴壁，skyrmion，和涡旋配置的有效字段。的估计强度的有效字段是典型的FM材料的开关领域，因此可以显着影响FM层的动态。
2013-03-28 cond-mat.mes-hall
General theory of topological Hall effect in systems with chiral spin textures
本文提出了一个自洽的拓扑霍尔效应理论，用于研究具有无序手性自旋织构的二维磁性系统，如磁skyrmions。我们专注于散射制度时，巡游电子的平均自由程超过自旋纹理的大小，和THE产生的不对称载流子散射个别手征自旋纹理。我们计算电阻率张量的玻尔兹曼动力学方程的基础上，考虑到非对称散射的skyrmions通过碰撞积分。我们的理论描述了绝热制度，当THE产生的自旋霍尔效应和非绝热散射时，THE是由于纯粹的电荷横向电流。我们分析了手征自旋织构结构的电阻率的依赖关系，以及对材料参数。讨论了由skyrmion尺寸的增加引起的自旋和电荷区的交叉、费米能的变化引起的自旋和电荷区的交叉以及交换相互作用强度的变化，并对自旋和电荷区的交叉的符号和大小进行了评论
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Helicity-Controlled Hall Transport in Hybrid Topological Magnetic Textures
National Science Center "Kharkiv Institute of Physics and Technology"（国家科学中心“哈尔科夫物理与技术研究所”）；ISQI, Faculty of Physics, Adam Mickiewicz University（亚当·密茨凯维奇大学物理学院ISQI）；School of Physics, The University of New South Wales（新南威尔士大学物理学院）
本研究提出统一框架，通过解析理论和微磁模拟揭示螺旋度可连续调控拓扑磁纹理的霍尔角，实现高效可编程输运。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall
Transport theory for electrical detection of the spin texture and spin-momentum locking of topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态呈现出自旋锁定于动量的螺旋自旋织构。然而，到目前为止，由于缺乏必要的自旋敏感测量，螺旋自旋织构的直接全电检测仍然难以捉摸。本文提出了一种利用自旋极化扫描隧道显微镜（STM）研究螺旋狄拉克电子自旋极化输运的一般理论。研究发现，与传统磁性材料不同，TI表面的隧穿电导中增加了一个由面内自旋织构决定的额外分量，这与自旋动量锁定有关.重要的是，这种额外的电导不寻常地依赖于磁化的STM尖端的空间方位角，这是从来没有在以前的STM理论进行。通过磁性掺杂打破TI表面的旋转对称性和时间反转，我们发现空间分辨电导的测量可以重建自旋织构的螺旋结构。此外，如果面内磁化纯粹由表面狄拉克电子的自旋轨道耦合引起，则可以提取SML角。我们的理论提供了一种替代的方法，而不是使用角分辨光电子能谱，电气识别TI表面上的螺旋自旋纹理。
2017-06-11 cond-mat.mes-hall
Spin Texture and Mirror Chern number in Hg-Based Chalcogenides
拓扑绝缘体表面态的独特特征是所谓的“自旋-动量锁定”，这意味着对于给定的动量，电子自旋沿着固定的方向取向，并在动量空间中形成纹理。本文基于第一性原理计算和八带Kane模型，研究了Hg基硫族化合物中两种典型拓扑绝缘体HgTe和HgS的自旋织构.我们发现这两种材料之间的自旋纹理相反的螺旋，起源于自旋轨道耦合的相反的迹象。此外，我们还揭示了HgTe和HgS之间不同的镜像Chern数表征了具有相反自旋织构的系统的不同拓扑性质，并保证了无隙界面态的存在。
2014-05-03 cond-mat.mes-hall
Dynamical and Reversible Control of Topological Spin Textures
最近对拓扑自旋纹理的观察使自旋电子学距离新的磁存储器又近了一步。然而，Skyrmions的存在，以及它们的稳定性，需要非常特定的内禀磁性，这些磁性通常固定在磁铁中。在这里，我们解决的可能性，动态控制其内在的磁相互作用，通过改变高频激光场的强度。结果表明，剧烈的变化，可以诱导在反铁磁交换相互作用，后者甚至可以被逆转，成为铁磁性，提供的直接交换已经是不可忽略的平衡预测，例如，在Si掺杂C，Sn，或Pb吸附原子。在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下，这使我们能够调整铁磁Skyrmions的特征，例如它们的半径，使它们更容易稳定。或者，这种拓扑自旋纹理可以出现在受抑三角形晶格中。然后，我们证明了高频激光场可以诱导反铁磁体中的动力学挫折，其中挫折的程度可以随后进行适当的调整，以驱动材料朝向Skyrmionic相。
2017-04-18 cond-mat.mes-hall
Topological Spin Textures Enabling Quantum Transmission
提出基于拓扑自旋织构和磁性赛道-自旋量子比特混合架构的量子传输方案，利用畴壁移动实现高保真纠缠生成与灵活状态传输，为量子信息处理提供可扩展新平台。
2025-10-13 cond-mat.mes-hall
Energy Storage via Topological Spin Textures
我们制定了一个能量存储的概念的基础上的自由能与亚稳态磁配置。尽管电池的活动磁性区域是电绝缘的，但它可以维持自旋纹理的有效流体动力学，自旋纹理的守恒定律由拓扑结构决定。为了说明关键的物理和潜在的功能，我们在这里集中在最简单的准一维的情况下，平面绕组的磁序参量。能量存储在亚稳态绕组数中，其可以通过适当定制的自旋扭矩电注入。由于磁性系统的非易失性和耐久性，注入的能量可以基本上无限期地存储，充电/放电循环不会随着时间的推移而退化。
2018-08-07 cond-mat.mes-hall
Topological characterization of dynamic chiral magnetic textures using machine learning
最近提出的自旋电子器件使用磁skyrmions作为信息位。对这些手性磁性物体的可靠检测是必不可少的要求。然而，磁skyrmions的高迁移率导致其在有限温度下的随机运动，这阻碍了拓扑数的精确测量。在这里，我们展示了人工神经网络的成功训练，以重建的skyrmion数在有限的几何形状从时间积分，降维数据。我们的研究结果证明了从时间平均测量中恢复拓扑荷的可能性，因此模糊的动态Skyrmion系综，这与实验结果的解释，基于Skyrmion的计算和记忆概念直接相关
2022-04-01 cond-mat.mes-hall
Three-dimensional Models of Topological Insulator Films: Dirac Cone Engineering and Spin Texture Robustness
我们设计了拓扑绝缘体薄膜的三维模型，显示了由边界处的原子尺度几何驱动的相对表面上的奇数个狄拉克锥的可调谐性。这使得能够在$Γ$点处产生单个狄拉克锥，以及当相对表面在几何上不同时，可能抑制相对表面处的狄拉克态之间的量子隧穿（和间隙形成）。表面态的自旋织构被发现从自旋动量锁定对称性的一个渐进的损失，在引入体无序，相关的渗透的边界状态内的散装表面自旋极化的变化。这些发现说明了丰富的狄拉克物理出现在薄膜的拓扑绝缘体，并可能证明工程狄拉克锥和量化的超净表面的材料中的体无序有用。
2012-10-24 cond-mat.mes-hall
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
Spin wave vortex as topological probe of magnetic texture
本文证明自旋波在拓扑非平凡磁织构上传播时普遍形成涡旋，其卷绕数与磁织构拓扑密度相关，可用于反向构建磁化分布并揭示磁振子拓扑霍尔角的普适关系。
2024-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sub-20 nm spin textures with arbitrary topological charge stabilized by higher-order interactions
Zhejiang Sci-Tech University（浙江理工大学）
本研究通过第一性原理参数化的原子自旋模型，预测了Janus单层中由高阶自旋相互作用稳定的亚20纳米高拓扑电荷自旋织构，揭示了其成核与稳定机制。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall
Topological phases, van Hove singularities, and spin texture in magic-angle twisted bilayer graphene in the presence of proximity-induced spin-orbit couplings
本研究利用含自旋轨道耦合的Bistritzer-MacDonald模型，揭示了近邻诱导SOC下魔角扭曲双层石墨烯的拓扑相图、范霍夫奇点分裂及类斯格明子自旋织构，为理解SOC在该体系中的作用奠定基础。
2024-10-07 cond-mat.mes-hall
Spin texture of an irradiated warped topological insulator surface
拓扑绝缘体是一种具有奇异表面电子性质的新的物质状态。确定这类材料的自旋织构对于理解其拓扑有序性至关重要，并可能导致自旋电子学的潜在应用。本文研究了具有六角弯曲的拓扑绝缘体在非共振圆偏振光作用下的表面态性质。由此产生的电子基态表现出一种新的特征，自旋织构打破了传统的自旋动量锁定存在于拓扑绝缘体表面。所观察到的自旋织构示出的基础晶体的对称群的后果。我们的方法推广到其他2D石墨烯类系统是简单的。我们的计算图表一个简单的实验路线实现的非平凡的自旋纹理。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin-orbital Texture in Topological Insulators
相对论性自旋轨道耦合在拓扑绝缘体和量子自旋电子学中起着重要的作用。它产生了拓扑非平凡的能带结构，并使电操纵的自旋自由度。由于自旋-轨道耦合，在动量和实空间中都可以存在丰富的自旋-轨道耦合织构。对于Bi $_2$ Se $_3$族中的三维拓扑绝缘体，具有p $_z$轨道的拓扑表面态具有对于上狄拉克锥的左手自旋织构和对于下狄拉克锥的右手自旋织构。在这项工作中，我们预测了一种新的形式的自旋轨道织构与p $_x$和p $_y$轨道。对于上狄拉克锥，左手（右手）自旋纹理耦合到“径向”（“切向”）轨道纹理，而对于下狄拉克锥，自旋和轨道纹理的耦合是完全相反的。“切向”（“径向”）轨道纹理是占主导地位的上（下）狄拉克锥，导致右手自旋纹理的平面内轨道的上和下狄拉克锥。利用自旋分辨和光子偏振角分辨光电子能谱实验观测了这种新的自旋轨道织构。
2012-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin texture in weak topological insulators: the role of bulk states and band bending
我们通过一种超对称的方法推导了弱拓扑绝缘体的自旋织构，该方法包括体隙边缘态和表面能带弯曲的作用。我们发现自旋纹理可以采取四种形式之一：（i）螺旋，（ii）双曲线，（iii）刺猬，与自旋垂直的Dirac-Weyl锥的表面状态，和（iv）双曲线刺猬。在螺旋织构的情况下，能带弯曲确定缠绕数，并且对于所有织构，能带弯曲可以用于将自旋织构极化调整为零。对于弱拓扑绝缘体SnTe，我们证明了引入能带弯曲对于（111）面$Γ$点Dirac-Weyl锥获得正确的织构缠绕数是至关重要的.我们认为，刺猬只会发现在低对称性的情况下。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological spin textures in chiral magnets on the honeycomb lattice with magnetic fields
拓扑自旋织构，如skyrmions，具有显着的自旋电子学应用的潜力。本文的主要目的是进一步研究具有磁场的离散晶格上的拓扑自旋织构。本文利用蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用、键依赖各向异性和易轴各向异性的经典旋转海森堡模型.我们主要研究有磁场的相图，特别是只存在场的非平凡相。结果表明，在磁场诱导下，出现了无公度Skyrmion超晶格，包括Skyrmion-bimeron混合态、铁磁星、涡旋和z-涡旋超晶格。从自旋组态、结构因子、拓扑荷和矢量手征等方面系统地分析了这些拓扑自旋织构的结构。我们希望我们的研究结果能对拓扑相的实验鉴定有所帮助。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Realizing Corner States in Artificial Crystals Based on Topological Spin Textures
高阶拓扑绝缘体（HOTI）的发现极大地扩展了我们对物质拓扑相的理解。在这里，我们预测，二阶角态可以出现在偶极耦合动力学的拓扑自旋纹理的二维人工晶体。以一个呼吸蜂窝晶格的磁涡旋为例，我们推导出完整的集体涡旋旋转的相图，并确定了三种类型的角状态，以前没有发现。我们发现，拓扑“零能量”角模的保护广义手征对称性的六分晶格，导致特别的鲁棒性对混乱和缺陷，虽然传统的手征对称性的二分晶格是缺席。我们建议使用量化的$\mathbb{Z}_{6}$ Berry相位来表征非平凡拓扑。有趣的是，我们观察到角状态在钝角或锐角的角落，这取决于晶格边界是否有扶手椅或锯齿形。完整的微磁学模拟证实了理论预测具有良好的一致性。实验上，我们建议使用最近开发的超快洛伦兹显微镜技术[Möller \emph{et al} .，{arXiv：1907.04608}]通过以时间分辨的方式跟踪纳米尺度涡旋轨道来检测拓扑角状态。我们的发现为实现磁系统中高阶拓扑保护角态，最终实现拓扑自旋电子存储和计算开辟了一条有前途的路线。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall
Induced spin texture in semiconductor/topological insulator heterostructures
我们发现，半导体薄膜可以获得一个非平凡的自旋织构由于邻近效应诱导的拓扑绝缘体。该效应源于与拓扑表面态的耦合，即使绝缘体被掺杂也存在。我们提出了一种半导体/拓扑绝缘体异质结构作为一种设备，允许测量界面特性和探测未补偿样品的表面状态。我们还发现，拓扑绝缘体表面模式可以显着拓宽和移动的存在下，金属接触。
2011-08-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Numerical Calculation of the Hopf Index for 3D Magnetic Textures
本文针对三维磁结构的关键拓扑描述符Hopf指数，提出并比较了多种数值计算方法，提供了实现方案，分析了其准确性与计算效率，并解决了常见陷阱以提升技术鲁棒性。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Signatures of higher order skyrmionic textures revealed by magnetic force microscopy
本研究利用高分辨率MFM在室温Co/Ni多层膜中可视化高阶斯格明子与反斯格明子，并经微磁模拟验证其特征衬度。
2025-01-08 cond-mat.mes-hall
Intrinsic non-adiabatic topological torque in magnetic skyrmions and vortices
我们提出，拓扑自旋电流流动的拓扑非平凡的磁纹理，如磁skyrmions和涡旋，产生一个内在的非绝热扭矩的形式${\bf T}_t\sim [(\partial_x{\bf m}\times\partial_y{\bf m})\cdot{\bf m}]\partial_y{\bf m}$。我们发现，这种扭矩，这是不存在的一维畴壁和/或非拓扑纹理，是负责增强非绝热参数观察到的磁涡旋相比，一维纹理。这种扭矩对磁skyrmions运动的影响预计是至关重要的，特别是要确定其对缺陷和钉扎中心的鲁棒性。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall
Topological spin texture of chiral edge states in photonic two-dimensional quantum walks
拓扑绝缘体具有拓扑连接的边界态，其自旋和电荷自由度可以用来设计具有增强功能的拓扑器件。我们通过实验观察到，在自旋轨道耦合的反常Floquet拓扑相位中，无耗散的手征边缘态在边界上表现出拓扑自旋纹理，这是通过二维量子行走实现的。我们的实验表明，对于一个步行者沿着边界在真实空间中的一个闭环运动，它的自旋演化并通过布洛赫球上的一个大圆，这意味着边自旋纹理具有非平凡的缠绕。这种缠绕与能隙开放点周围的体狄拉克哈密顿量有关。我们的实验证实了二维反常Floquet拓扑系统在边界上表现出拓扑自旋织构，这可能会激发新的基于拓扑的自旋电子学现象和器件。
2022-07-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Chiral and Topological Orbital Magnetism of Spin Textures
使用半经典的格林函数形式主义，我们发现出现的手性和拓扑轨道磁性在二维手性自旋纹理明确找到的轨道磁化的修正，成比例的纹理的梯度的权力。我们表明，在自旋轨道耦合的情况下，由此产生的轨道力矩可以理解为电子响应与实空间Berry曲率的新兴磁场。通过参考Rashba模型，我们证明了通过调整表面系统的参数，在自旋纹理中涌现的轨道磁性的工程可以为轨道电子学中的新概念铺平道路。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Noncollinear antiferromagnetic textures driven high harmonic generation from magnetic dynamics in the absence of spin-orbit coupling
我们证明了产生高阶谐波的载波泵浦旋进铁磁或反铁磁订单，通过磁共振激发，在拓扑反铁磁纹理的存在下。这导致载流子动力学的数量级的增强。有趣的是，生成过程发生在一个内在的方式，并完全由s-d交换耦合的非共线反铁磁秩序和动态的s-d交换参数的磁驱动之间的相互作用。因此，相对论自旋轨道相互作用是不需要的泵电流中的高次谐波的出现。因此，非共线拓扑反铁磁序被提出作为自旋轨道相互作用的替代，以利用高谐波发射在载流子泵浦的目的。我们的建议开创了一个诱人的前景，在超快自旋电子学的高度活跃的领域的背景下，利用拓扑磁纹理。
2022-08-10 cond-mat.mes-hall
Orbital-Selective Spin Texture and its Manipulation in a Topological Insulator
拓扑绝缘体代表了物质的一种新的量子态，它在本体上是绝缘的，但在边缘或表面上是金属的。在狄拉克表面态中，电子自旋与晶体动量锁定是公认的。本文报道了拓扑绝缘体Bi_2Se_3中自旋织构与轨道织构锁定的新现象。我们观察到光的偏振依赖的自旋织构的上部和下部狄拉克锥构成的强有力的证据的轨道依赖的自旋织构Bi2Se3。在变极化几何中检测到的不同自旋织构是初始态自旋轨道织构结合光电发射矩阵元效应的表现。我们的观察提供了一个新的轨道自由度和一种新的方式来控制拓扑绝缘体的自旋结构的光操纵，这对于它们在未来的自旋相关技术中的应用是重要的。
2014-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Chern phases and persistent spin texture in a quasi 2D SSH model
National Institute of Science Education and Research（国家科学教育研究中心）；Homi Bhabha National Institute（霍米·巴巴国立研究所）；Institute of Physics（物理研究所）；Max-Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
该研究通过准二维SSH模型揭示了非平凡自旋陈相及持久自旋纹理的形成机制，展示了复 hopping 和自旋轨道耦合在拓扑绝缘体中的作用。
2026-03-12 cond-mat.mes-hall
Design of spin-orbital-textures in ferromagnetic/topological insulator interfaces
本研究针对拓扑绝缘体自旋轨道织构的调控需求，探究CrI₃/Bi₂Se₃铁磁/拓扑绝缘体界面，通过从头算与参数化哈密顿模型揭示其各向异性输运与背散射特性，证实范德瓦尔斯TI/MI界面是调控拓扑态自旋自由度的优异平台。
2023-11-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoinduced topological spin texture in a metallic ferromagnet
在双交换模型中研究了光致非平衡自旋结构，其中巡游电子通过铁磁Hund耦合与局域自旋耦合。特别是，我们专注于瞬态自旋结构从初始铁磁金属状态稳定的反铁磁有序状态中报道的[物理。119，207202（2017）]。通过求解薛定谔方程和Landau-Lifshitz-Gilbert方程，我们得到了有限的缠绕数和手征性，这意味着拓扑手征自旋织构的出现.这些观察再现的计算，其中自旋动力学突然淬火后的化学势在较大的集群进行检查。讨论了瞬态动力学中拓扑自旋织构的一种可能机制。
2018-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of random anisotropy in stabilization of topological chiral textures
在纳米器件中操纵skyrmion的需求不断增加，这带来了有趣的研究，以了解这些拓扑保护的手性结构的稳定性。为了理解实验中观察到的Skyrmion的实际形状和大小，我们进行了微磁学模拟，研究了磁性薄膜系统中存在随机各向异性时Skyrmion的稳定性。以前的实验11报告的skyrmion成像在薄膜描绘的skyrmion形状不是完美的圆形。在这里，我们通过模拟表明，由于不同的局部各向异性能量的存在，skyrmion的形状可能会扭曲。改变单轴各向异性常数（Ku）和随机各向异性常数（Kr）14的值以理解在15平方磁性纳米元件中稳定的skyrmion和反skyrmion的形状和尺寸的变化。在高随机各向异性能的情况下，skyrmion的形状发生了畸变，尺寸保持不变。
2020-03-27 cond-mat.mes-hall
Hall Effect Induced by Topologically Trivial Target Skyrmions
通过非共面磁织构的电子获得一个Berry相，它可以被描述为一个有效的磁场。这种效应被称为拓扑霍尔效应，并已在拓扑自旋织构中观察到。最近的实验实现的动机，在这里，我们研究的霍尔效应在一个非拓扑磁纹理称为目标skyrmion。我们从一个简化的半经典图像，并表明霍尔信号是一个非单调函数的电子能量和目标skyrmion半径。这一观察结果延续到介观环境中的朗道-比蒂克形式主义中的完全量子力学处理。我们的结论挑战了社会上流行的观点，即这种结构中的霍尔效应必然需要非零的Skyrmion数。
2022-10-20 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium spin texture within a thin layer below the surface of current-carrying topological insulator Bi$_2$Se$_3$: A first-principles quantum transport study
我们预测，非极化的电荷电流注入到原型拓扑绝缘体（TI）Bi $_2$ Se $_3$的弹道薄膜将在其表面产生{ \it非共线自旋织构} $\mathbf{S}(\mathbf{r})$。此外，由于金属表面的倏逝波函数穿透到TI的本体中，非平衡自旋织构将延伸到TI表面下的$\simeq 2$ nm厚的层中。沿由电流定义的纵向方向对几个方向上的$\mathbf{S}(\mathbf{r})$求平均值揭示了指向横向方向的大分量。此外，我们发现了一个数量级较小的面外分量时，注入电流的方向相对于Bi和Se原子探针的最大的六角翘曲的Dirac锥分散TI表面上。我们的分析是基于扩展的非平衡格林函数结合密度泛函理论（NEGF+DFT）的情况下，涉及非共线自旋和自旋轨道耦合。我们还演示了具有适当优化的局部轨道基集的DFT计算如何精确地匹配具有Bi $_2$ Se $_3$超原胞的平面波基集的假定更准确的计算。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall
Interplay between Topological States and Rashba States as Manifested on Surface Steps at Room Temperature
本研究通过扫描隧道显微镜和第一性原理计算，在室温下观测到Rashba态与拓扑表面态的相互作用，并发现可通过调控Bi2Se3薄膜厚度来操控自旋织构，为量子态控制提供了新机制。
2023-10-30 cond-mat.mes-hall
Inelastic-impurity-scattering-induced spin texture and topological transitions in surface electron waves
自旋手征二维电子气中磁性杂质的非弹性散射，例如，的Rashba系统，示出产生拓扑结构的变化，从散射中心发出的电子波的自旋纹理。虽然弹性散射引起了一个纯粹的面内自旋纹理的面内磁散射势，面外组件出现后激活的非弹性散射过程。这个属性导致的可能性，使平凡和平凡的自旋纹理的拓扑结构之间的控制过渡。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Engineering the dynamics of topological spin textures by anisotropic spin-orbit torques
将拓扑稳定的磁织构如Skyrmions作为纳米级信息载体集成到未来技术中需要通过电流进行可靠的控制。在这里，我们发现，相关的skyrmion霍尔效应，它描述了从当前的流动方向移动skyrmion的偏转，获得重要的修正，由于各向异性的自旋轨道转矩，改变拓扑自旋结构的动态。因此，我们提出了一个可行的手段操纵电流诱导运动的skyrmions和antiskyrmions。在此基础上，通过第一性原理计算和对称性论证，证明了在Ir/Co/Pt和Au/Co/Pt磁性多层膜中，自旋织构的运动可以通过材料设计来定制.我们的工作推进了对这些磁纹理的电流诱导动力学的理解，这是大量存储器和逻辑应用的基础。
2019-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-textures, Berry's phase and Quasiparticle Interference in Bi2Te3: A Topological Insulator with Warped Surface States
理想的“氢原子”拓扑绝缘体表面上的电子的能量-动量关系形成一个圆锥-狄拉克圆锥，当它被扭曲和扭曲时（不再由狄拉克方程描述），可以导致不寻常的现象，例如缺陷周围的电子干扰增强（在STM中观察到）和失去拓扑保护的磁有序对称破缺表面。详细的自旋纹理和六角翘曲映射Bi 2 Te 3在这种情况下，作为一个观点L.傅，物理评论快报。\textbf{103}，266801（2009）。
2009-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum Printing: Laguerre-Gaussian Beam Induced Topological Magnetic Textures
Nordita, Stockholm University（诺迪塔，斯德哥尔摩大学）；KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Department of Physics, IMS, University of Connecticut（康涅狄格大学物理系，物质科学研究所）
本文提出利用拉盖尔-高斯脉冲的光学磁场空间结构直接打印非共线磁纹理，无需材料各向异性或电流驱动，通过微磁模拟展示了拓扑电荷密度的产生和光学拓扑性质与偏振的控制。
2026-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Non-trivial spin-texture of the coaxial Dirac cones on the surface of topological crystalline insulator SnTe
本文采用第一性原理计算研究了拓扑晶体绝缘体SnTe的非平凡表面态及其自旋织构。[001]表面上的表面态色散呈现出四个Dirac-cone，中心位于镜面和表平面的相交处。我们提出了一个简单的模型，两个相互作用的同轴狄拉克锥来描述的表面态色散和相关的自旋纹理。虽然由于晶体和时间反转对称性，面外自旋极化为零，但由于两个同轴狄拉克锥的相互作用，面内自旋织构显示出螺旋性和一些扭曲，表明非平凡的镜像陈氏数为-2，不同于$Z_{2}$拓扑绝缘体（如Bi/Sb合金或Bi $_2$ Se $_3$）中的值-1。表面态色散和它的自旋织构将提供一种实验上可获得的方法来确定非平凡的镜像陈氏数。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity in a magnetic-texture coupled Josephson junction
提出一种无需自旋轨道耦合和外部磁场的磁织构耦合约瑟夫森结，实现拓扑超导，其拓扑相由势垒磁化强度和超导相位调控，可通过超电流抑制检测。
2024-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Voltage-controlled topological spin textures in the monolayer limit
National Engineering Research Center of Electromagnetic Radiation Control Materials, School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学电磁辐射控制材料工程研究中心电子科学与工程学院）；Key Laboratory of Multi Spectral Absorbing Materials and Structures of Ministry of Education, School of Electronic Science and Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（教育部多光谱吸收材料与结构重点实验室电子科学与工程学院电子科技大学）；School of Physics and State Key Laboratory of Electronic Thin Films and Integrated Devices, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学物理学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室）；Laboratory of Advanced Materials, Department of Materials Science, Collaborative Innovation Center of Chemistry for Energy Materials(iChEM), Fudan University（复旦大学材料科学系先进材料实验室能源化学协同创新中心）；School of Physics, Zhengzhou University（郑州大学物理学院）；Institute of Quantum Materials and Physics, Henan Academy of Sciences（河南省科学院量子物质与物理研究所）
本研究通过电压控制实现二维极限中拓扑自旋纹理的操控，为探索拓扑相变和新型信息科技提供新途径。
2026-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
