Tunable unconventional Kondo effect on topological insulator surfaces
研究了在三维拓扑绝缘体表面上沉积磁性吸附原子，实现强自旋轨道相互作用的电子物质中自旋- $\frac{1}{2}$杂质的近藤物理。我们表明，拓扑表面状态的磁特性和Kondo屏蔽的存在强烈依赖于散装材料的细节，和具体的表面制备编码的时间反演保持边界条件的电子波函数。当这种可调的近藤效应发生时，杂质自旋被表面电子的纯轨道运动屏蔽。这种机制引起了表面金属的横向磁响应，以及可用于实验探测近藤共振签名的自旋纹理。我们的预测是特别相关的STM测量${\rm Pb Te}$类结晶拓扑绝缘体，但我们也讨论了其他类别的拓扑材料的影响。
2015-12-08 cond-mat.str-el
Tunable metal-insulator transition in double-layer graphene heterostructures
我们报道了一个双层电子系统，它由两个紧密间隔但电隔离的石墨烯单层夹在氮化硼中制成。对于大的载流子密度在一个层，相邻层不再表现出最小的金属导电性在中性点，其电阻率在低温下发散。这种发散可以通过磁场或通过降低相邻层中的载流子密度来抑制。我们认为，所观察到的本地化是内在的中性石墨烯与通用的障碍，如果金属电子空穴水坑被筛选出来。
2011-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological invariants for three dimensional Dirac semimetals and four dimensional topological rotational insulators
狄拉克半金属是一类由某些类型的晶体对称性保护的半金属相，其低能有效哈密顿量由三维（3D）狄拉克方程描述。尽管有各种理论研究，但描述狄拉克半金属拓扑性质的理论尚未完全建立。在这篇工作中，我们通过在四维（4D）中建立3D Dirac半金属和拓扑晶体绝缘体之间的映射，定义了3D Dirac半金属的拓扑不变量。我们证明了这一计划，通过构建一个紧束缚模型的4D拓扑晶体绝缘体的旋转对称性的保护。一种新的拓扑不变量，“旋转陈数”，被证明是该系统的拓扑特征。作为旋转陈数的结果，在这个4D系统的3D表面上发现了无间隙的狄拉克点。对于具有两个表面的平板，我们发现相应的两个表面态的低能有效理论可以直接映射到3D Dirac半金属的低能有效理论，这表明3D Dirac半金属的拓扑性质可以用4D中定义的转动Chern数来表征.我们的方案提供了一个新的系统的方法来提取拓扑半金属相的拓扑性质。
2016-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
New quantum critical points of $j=3/2$ Dirac electrons in antiperovskite topological crystalline insulators
我们研究了具有$O_h$对称性的立方晶体中$j=3/2$ Dirac电子的长程库仑相互作用的效应，它是反钙钛矿拓扑晶体绝缘体的有效模型.重整化群分析揭示了三个不动点，它们是洛伦兹不变量、旋转不变量和$O_h$不变量。其中，Lorentz-和$O_h$ -不变不动点在低能极限是稳定的，而旋转不变不动点是不稳定的。有限速度各向异性狄拉克费米子的稳定$O_h$不变不动点的存在性是固体中突现洛伦兹不变性的一个有趣的反例。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Metal-Insulator Transition of Dirac Fermions: Variational Cluster Study
本文用变分集团近似和集团动力学杂质近似，比较研究了半充满时蜂窝模型和π通量哈伯德模型中狄拉克费米子的金属-绝缘体跃迁。特别注意选择的几何形状的求解器集群和列入粒子浴网站，我们表明，直接过渡从狄拉克半金属状态的反铁磁莫特绝缘体状态发生在这些模型中，因此，自旋液相是不存在的中间区域，在最近的量子蒙特卡罗-基于计算的协议。
2015-03-24 cond-mat.str-el
Metal-insulator transition and tunable Dirac-cone surface state in the topological insulator TlBi1-xSbxTe2 studied by angle-resolved photoemission
本文报道了拓扑绝缘体（TI）TlBi_（1-x）Sb_xTe_2的角分辨光电子能谱。TI_（1-x）Sb_xTe_2在0.5我们发现这种转变的特征是随着x的增加系统的空穴掺杂，这导致体导带和价带分别在x~ 0和x~1处的费米能级交叉。拓扑表面态的狄拉克点逐渐与价带边缘分离，伴随着狄拉克载流子的符号反转。我们还发现，狄拉克速度是已知的固体溶液TI系统中最大的。因此，TlBi 1-xSbxTe 2系统为TI的Dirac-cone工程和器件应用提供了一个出色的平台。
2016-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin polarized STM spectra of Dirac Fermions on the surface of a topological insulator
我们提供了一个理论的狄拉克费米子在拓扑绝缘体的表面上的隧道电导$G(V)$测量的自旋极化扫描隧道显微镜尖为低偏置电压$V$。我们发现，$G(V)$表现出非常规的依赖于尖端的磁化方向，并可用于测量表面上的狄拉克费米子的局部面外自旋取向的大小。我们还表明，如果在平面内的旋转对称性的表面上的拓扑绝缘体被打破的外部字段，然后$G(V)$收购依赖于方位角的磁化的尖端。我们解释了狄拉克费米子在这种非常规行为中的作用，并建议实验来测试我们的理论。
2011-10-25 cond-mat.str-el
Dual Dirac liquid on the surface of the electron topological insulator
讨论了拓扑带绝缘体的非费米液体无带隙金属表面态。它有奇数个无隙狄拉克费米子耦合到非紧U（1）规范场。这可以被看作是一个与传统狄拉克费米子表面态对偶的涡旋。这种表面对偶性是最近讨论的规范拓扑绝缘体的体对偶描述的反映。所有其它已知的表面态，包括表面量子Hall态、Fu-Kane超导体、带隙对称拓扑序和“复合Dirac液体”，都可以从对偶Dirac液体中方便地得到。我们还讨论了对偶狄拉克液体的物理性质，以及它与半满朗道能级的关系。
2015-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging emergent heavy Dirac fermions of a topological Kondo insulator
近藤绝缘体是寻找强相关拓扑量子相的主要候选者，它可能具有拓扑序，分数化和非阿贝尔统计。在一些近藤绝缘体，杂交间隙的预测，以保护一个非平凡的拓扑不变量和港口紧急重狄拉克费米子表面模式。我们使用高能量分辨率光谱成像在真实和动量空间的近藤绝缘体，钐$_6$。在冷却通过$T^*_Δ\approx$ 35 K时，我们观察到绝缘间隙的开放，在2 K时膨胀到$Δ\approx$ 10 meV。在间隙内，我们成像的线性分散的表面态的形成与有效质量达到$m^* = (410\pm20)m_e$。因此，我们证明存在一个强相关的拓扑近藤绝缘体相托管已知的最重狄拉克费米子。
2018-10-31 cond-mat.str-el
Interaction-driven quantum anomalous Hall insulator in Dirac semimetal
长期以来，人们一直在寻找费米能级上具有线性带接触点的狄拉克半金属中的相互作用驱动的量子反常霍尔绝缘体。结合精确对角化、密度矩阵重整化群和解析方法，研究了二重旋转对称棋盘格点上的无自旋费米子系统，该系统在没有相互作用的情况下实现了两个Dirac带接触点.在弱耦合下，狄拉克半金属是稳定的。在有限的密度-密度排斥相互作用下，我们分析了可能的对称破缺态，发现当相互作用强度超过控制Dirac点间距的能量尺度时，QAH态是稳定的.通过数值模拟，我们验证了具有自发时间反演对称性破缺和量子化陈数$C = 1$的QAH相的存在。
2022-10-09 cond-mat.str-el
Ordering of magnetic impurities and tunable electronic properties of topological insulators
研究了随机分布在拓扑绝缘体表面的磁性吸附原子的集体行为。由于表面上的自旋-动量锁定，两个吸附原子自旋的RKKY型相互作用依赖于连接它们的矢量的方向，因此吸附原子系综的相互作用受到抑制。我们发现，在低温下的挫折RKKY相互作用产生两个阶段：一个有序的铁磁相与自旋指向垂直于表面，和一个无序的自旋玻璃状相。这两个相分离的量子相变驱动的磁交换各向异性。铁磁有序通过有限温度相变发生。有序相自发地打破时间反演对称性，将表面态驱动成带隙态，这表现出反常的量子霍尔效应，并提供了宇称反常的实现。我们发现，磁有序的潜在的散射抑制。我们的工作表明，磁性杂质的控制沉积提供了一种方法来修改拓扑绝缘体的电子性质。
2010-10-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A gate-tunable quantum phase transition in a topological excitonic insulator
本研究通过双极性场效应掺杂观测到WTe2二维体能隙突然坍缩，证明其2D拓扑激子绝缘体可发生栅极可调量子相变，并为调控激子配对二维超导提供新途径。
2023-09-28 cond-mat.str-el
Two types of Dirac-cone surface states on (111) surface of topological crystalline insulator SnTe
我们对拓扑晶体绝缘体SnTe的（111）面进行了角分辨光电子能谱（ARPES）研究。与（001）面上表面布里渊区X_bar点上的一对Dirac-cone表面态不同，我们发现了两种Dirac-cone表面态，它们分别以G_bar和M_bar点为中心，起源于L点的体带反转。我们还发现狄拉克点的能量位置和狄拉克速度是不同的。这个ARPES实验演示了拓扑材料不同晶面上的表面态，并阐明了拓扑晶体绝缘体的镜像对称保护狄拉克锥如何出现在具有不同对称性的表面上。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Surface states in Dirac metals and topological crystalline insulators
本文重新考虑了第一类Dirac金属的表面态谱问题。我们发现，表面态，尽管被带隙，总是形成分支终止于狄拉克点。此外，我们考虑的情况下，当旋转对称性被打破，并作为一个结果，狄拉克点的表面态的演化。我们发现，在这种情况下，特殊的作用是由镜像对称相对于平面连接狄拉克点。当它存在时，产生的带隙态是拓扑晶体绝缘体，其表面光谱可以包含一个或三个狄拉克点，其中两个仅受镜像对称性保护。因此，狄拉克金属可以看作是具有不同镜像陈数的两个相之间的拓扑相变。
2018-05-30 cond-mat.other cond-mat.str-el
Electrically Tunable Low Density Superconductivity in a Monolayer Topological Insulator
在物质的超导态和绝缘态之间进行电切换的能力代表了相关电子系统的最先进工程中的一种新范式。一个令人兴奋的可能性是在拓扑非平凡绝缘体中开启超导性，这为寻找非阿贝尔拓扑态提供了一条途径。然而，现有的超导体-绝缘体开关的演示只涉及拓扑上微不足道的系统，甚至那些是罕见的，由于严格的要求，以调整载流子密度在很宽的范围内。在这里，我们报告可逆的，在原位静电开关超导最近建立的量子自旋霍尔绝缘体，即单层钨二碲化（WTe 2）。制造成范德瓦尔斯场效应晶体管，单层的基态可以连续地从拓扑绝缘到超导状态进行栅极调谐，临界温度Tc高达~ 1开尔文。据估计，超导开始的临界密度约为5 x 10^12 cm^-2，是二维（2D）超导体中最低的密度之一。我们的研究结果建立单层WTe 2作为工程新型超导纳米器件和拓扑相的物质的材料平台。
2018-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological insulators with arbitrarily tunable entanglement
我们阐明了陈省身和拓扑绝缘体如何满足面积定律的纠缠熵。通过明确的建设一个家庭的晶格哈密顿，我们能够证明，面积法的贡献可以调整到一个任意小的值，但拓扑保护消失。我们证明了这一点，通过引入新的方法来绑定纠缠熵的相关性使用微扰界，从量子信息理论的想法绘制直觉。这种严格的方法得到了对纠缠边缘状态的直观理解的补充。这些发现带来了许多重要的结果：面积定律没有普适的分量，不管分量有多小，纠缠标度不能被用来作为拓扑绝缘体的可靠诊断。这适用于唯一确定纠缠谱的所有Renyi熵，因此纠缠谱也是非普适的。任意弱纠缠的拓扑绝缘体的存在进一步开辟了设计相关拓扑相的可能性，其中纠缠熵很小，从而在数值上易于处理，特别是在张量网络方法中。
2014-05-15 cond-mat.str-el quant-ph
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
Topology of Bands in Solids : From Insulators to Dirac Matter
布洛赫理论描述了晶体中的电子态，其能量分布为布里渊区上的能带。因此，对应于（几个）孤立能带的电子态构成矢量束。这些矢量束的拓扑性质提供了相应电子相的新特征。我们回顾这些属性的情况下（拓扑）绝缘体和半金属。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The surface states of topological insulators - Dirac fermion in curved two dimensional spaces
拓扑绝缘体的表面是一个封闭的二维流形。在弯曲的二维空间中，表面态由狄拉克哈密顿量描述。对于磁场垂直于上下表面的板状样品，在四个侧面上都存在离域的手征态。这些“手征片”携带电荷和自旋流。在强磁场中，量子化电荷霍尔效应（$\s_{xy}=(2n+1)e^2/h$）与自旋霍尔效应共存。
2009-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Index of Dirac operators and classification of topological insulators
研究实Clifford丛和复Clifford丛上的Dirac算子。利用Dirac算子的指数定理，从Clifford棋盘构造了拓扑不变量表.通过K理论群、Grothendieck群与对称空间的关系，得到了拓扑绝缘体和超导体的周期表。这就证明了实复拓扑相周期表是由Clifford棋盘和指数定理导出的。
2017-10-18 cond-mat.str-el hep-th math-ph
Tunable phase transitions from semimetals to Chern insulators in two-dimensional quadratic-band-crossing materials
Tianjin University（天津大学）；Nanjing University（南京大学）
本文系统研究了静态对称性破缺微扰和偏振光驱动的动态Floquet项如何调控二维二次能带交叉点材料的拓扑相变，揭示了Berry曲率的不同行为，并实现了从半金属到陈绝缘体的可调拓扑相变。
2026-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dirac electron under periodic magnetic field: Platform for fractional Chern insulator and generalized Wigner crystal
我们提出了一个平台，通过二维狄拉克材料-如石墨烯和拓扑绝缘体薄膜-周期性磁场，这可以创建一个II型超导体的涡旋晶格。作为$n=0$ Landau能级的推广，Dirac费米子在非均匀磁场作用下的平带保持能量为零，精确无色散，拓扑保护，而其局域态密度由于磁场的变化而受到空间调制.在短程排斥作用下，我们发现在填充因子为$ν=1/m$时出现分数Chern绝缘体，其基态为广义Laughlin波函数.我们进一步认为，广义维格纳晶体可能会出现在某些相称的填充下，一个高度不均匀的磁场的磁通线晶格的形式。
2022-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electrically tunable charge and spin transitions in Landau levels of interacting Dirac fermions in trilayer graphene
分数量子霍尔效应机制中的三层石墨烯显示出一组独特的相互作用诱导的跃迁，其可以完全由所施加的偏置电压来调谐。这些转变发生在两个朗道能级的反交叉点附近。在大磁场（$> 8$ T）下，电子-电子相互作用使反交叉能隙闭合，导致不同朗道能级之间出现一些不寻常的跃迁。对于填充因子$ν=\frac23$，这些转变伴随着基态的自旋极化的变化。对于较小的塞曼能量，这提供了通过微调偏置电压来控制基态自旋极化的独特机会。
2011-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent Dirac plasmons in topological insulators
我们研究了五层厚的Sb $_2$ Te $_3$拓扑绝缘体中光生耦合声子-表面狄拉克等离子体的超快反射响应。在不同的时间框架下获得的瞬态相干声子谱表现出Fano型的非对称线型的$A^2_{1g}$模式，这归因于连续相干Dirac-plasmon和声子之间的量子干涉。通过使用双温度模型（TTM）分析时间依赖的非对称线形，确定了在光激发后Fano类共振持续到$\approx$ 1 ps，其中在$\leq$ 200 fs处的弛豫轮廓由高斯衰减主导。对于$\geq$ 200 fs，TTM可以很好地描述非对称性参数，因此表明狄拉克等离子体的相干时间为$\approx$ 200 fs.
2018-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilayer graphene with parallel magnetic field and twisting: Phases and phase transitions in a highly tunable Dirac system
推导了平行/面内磁场作用下双层石墨烯（BLG）的有效理论。当有相当大的磁场时，三角形弯曲就变得无关紧要了，在低能极限的每个谷附近，会有两个狄拉克点，类似于扭曲的大群引力。结合扭转和平行场，从而产生一个狄拉克系统与可调谐的费米速度和截止。如果相互作用足够强，除了原始设置中的那些之外，还可以在这些系统中实现几个完全带隙的状态。分析了各种对称操作下的序参量变换。报道了在扭转和磁场驱动下的各种相变的量子临界行为。强调了附加垂直场的影响，以及实现新的大质量相的可能途径。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Dirac Quantization and Fractional Magnetoelectric Effect on Interacting Topological Insulators
利用Dirac量子化方法研究了相互作用拓扑绝缘体中的分数电荷和轴子角θ。在相互作用的拓扑绝缘体中，由于边界处的常规奇通量量子化和非平凡偶通量量子化，存在两种类型的分数轴子角。在带隙时反不变系统的偶通量量子化中，我们证明了在霍尔电导为p/4 qe ~（2/2）h（p，q为奇数）的表面上存在减半的四分之一分数量子霍尔效应.能隙表面模的特征是偶通量量子化产生的非平凡的Z2反常。在复旋量场Dirac量子化的基础上，提出了电子可以看作是一个非阿贝尔色规范场约束的分数荷电夸克束缚态。
2010-10-10 cond-mat.str-el hep-th nucl-th
Incipient superconductivity and tunable Chern insulators in twisted bilayer-trilayer graphene
Department of Physics, University of Washington（华盛顿大学物理系）；Department of Materials Science and Engineering, University of Washington（华盛顿大学材料科学与工程系）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构电子与光学材料研究中心）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（物质材料研究机构的材料纳米结构研究中心）
扭曲Bernal双层-三层石墨烯中实现起始超导与可调Chern绝缘体，通过位移场调控，超导口袋在绝缘边界附近形成，且拓扑可调。
2026-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
