Orbital Magnetization in Insulators: Bulk vs. Surface
有限块物质的轨道磁矩用单体密度矩阵表示为简单迹线。我们解决一个宏观系统，绝缘的散装，我们表明，它的轨道时刻是一个散装长期和表面长期，广泛的总和。后者只发生在横向电导率为非零时，并归因于导电表面状态。对一个模型哈密顿量的模拟验证了我们的理论。
2016-03-22 cond-mat.mes-hall
Probing magnetism in exfoliated VI$_3$ layers with magnetotransport
我们进行磁输运实验VI $_3$多层膜，研究铁磁性之间的关系，在体和剥离层。场效应晶体管和隧道势垒上测量的磁导表明，剥离的多层膜的居里温度为$T_C$ = 57 K，大于在散装（$T_{\rm C,bulk}$ = 50 K）。低于$T \approx$ 40 K，我们观察到一个不寻常的演变的隧穿磁导，类似于在散装观察到的现象。比较所测得的磁场中或平面外证实了类比，使我们能够确定的易轴在多层的方向是类似的散装，并建议在平面内的磁化分量点在不同的层在不同的方向。除了建立块体和多层膜的磁性状态是相似的，我们的实验说明了磁输运和磁光测量的互补性，以探测磁性在2D材料。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall
Engineering of Chern number of topological bands in bilayer graphene by in-plane magnetic field and electrical bias
本研究基于双层石墨烯完整哈密顿量，证明通过面内磁场与电偏压可实现相变并调控四个能带的陈数，为二维材料拓扑现象研究提供新思路。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall
Unraveling Nanostructured Spin Textures in Bulk Magnets
磁性的关键挑战之一仍然是确定厚样品（如永磁铁）体积内的纳米级磁化分布。由于中子的大穿透深度，磁小角中子散射（SANS）是一种强大的技术来表征散装样品。磁性SANS的主要挑战是从互易散射数据中获取真实空间磁化矢量场。在这封信中，介绍了一种快速迭代算法，它允许人们从散射图案中提取潜在的二维磁关联函数。这种方法在这里被用来分析的磁性微结构的Nanoperm，纳米晶合金，这是广泛应用于电力电子，由于其非凡的软磁性能。结果表明，计算得到的关联函数清晰地反映了三维磁化矢量场在探测器平面上的投影，表明所采用的方法可用于直接探测纳米级大体积样品的自旋织构。
2020-07-31 cond-mat.mes-hall
Orbital Floquet Engineering of Exchange Interactions in Magnetic Materials
我们提出了一个新的方案，通过使用周期性驱动器操纵轨道自由度来控制两个磁性离子之间的自旋交换相互作用。我们讨论两种不同的协议轨道Floquet工程。在一种情况下，我们修改了介导两个过渡金属离子之间的磁相互作用的配体轨道的性质。而在另一种情况下，我们混合了每个磁性离子的d轨道。在对比以前的工作Floquet工程的磁性能，本计划利用交流斯塔克位移的交换过程中所涉及的国家。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral domain wall dynamics in magnetic heterostructures with bulk Dzyaloshinskii-Moriya interactions
在这项工作中，手征畴壁的动力学在长而窄的磁性异质结构的基础上，非中心对称的手征磁体与块体Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称DZ-M）和垂直磁各向异性的系统研究。驱动力可以是面外磁场和面内电流，相应地考虑了定常流和进动流。它们的分界点（Walker临界场和电流密度）作为体相强度（$D_{\mathrm{b}}$）和总的（晶体加形状）各向异性在难轴上的比（$κ$）的函数。当壁面速度远远超过Walker击穿时，在补偿点附近，总面内场消失，壁面速度与面内场的关系曲线呈抛物线形。中心位移由$D_{\mathrm{b}}$、$κ$和磁壁的拓扑电荷决定，因此可以用来测量手征磁体的体磁强度。
2021-07-08 cond-mat.mes-hall
Linear magnetoresistance and surface to bulk coupling in topological insulator thin films
研究了体绝缘拓扑绝缘体薄膜的磁电阻随温度的变化。采用脉冲激光沉积技术生长了Bi2Se2Te和BiSbTeSe 1.6的薄膜，并进行了输运测量。磁输运测量表明，在高磁场值的非饱和线性磁阻（LMR）的行为。我们提出了一个仔细的分析，以解释的起源LMR考虑到所有现有的模型LMR。在这里，我们认为体绝缘态和金属表面态构成两个平行的导电沟道。通过验证这一点，我们能够将线性磁阻行为解释为这些平行通道之间的竞争。我们观察到，交叉领域，LMR集，随着温度的升高而降低。我们建议，这个交叉场可以用来唯象地估计强度的表面体耦合。
2017-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Revealing the boundary Weyl physics of the four-dimensional Hall effect via phason engineering in metamaterials
量子霍尔物理学已经在理论上预测了4维和更高的维度。在假设的2n维中，体和边界的拓扑特征表现为量化的非线性输运系数，其分别连接到体能隙投影的第n个陈数和（2n-1）维边界上的Weyl谱奇异性的第n个缠绕数。在这里，我们介绍了超材料中的相子工程的概念，并将其作为一种工具来访问和应用任意尺寸的量子霍尔物理。使用这些专门的设计原则，我们制造了一个可重新配置的2维非周期性声学晶体与相位子生活在2-torus，让我们访问4维量子霍尔物理。此外，我们提供了一个直接的实验确认，拓扑边界谱组装在Weyl奇点映射时的准动量的函数。我们还展示了拓扑波转向启用外尔物理的三维边界。
2021-10-19 cond-mat.mes-hall
Magnetostatic bounds on stability of hopfions in bulk helimagnets
本文基于螺旋磁体自由能密度建立 hopfion 变分模型，计算其在各向异性—磁场相图中的稳定区，并给出静磁相互作用导致其完全失稳的临界界限。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall
Engineering giant magnetic anisotropy in single-molecule magnets by dimerizing heavy transition-metal atoms
寻找具有大磁各向异性能（MAE）的单分子磁体是发展室温分子自旋电子学器件的关键。通过系统的第一性原理计算，我们发现Os-Os或Ir-Ir二聚体嵌入到（5，5 '-Br 2-Salophen）分子中产生了41.6或51.4 meV的大MAE，这足以在室温下保持自旋取向。电子结构的分析表明，顶部的Os和Ir原子是最负责的自旋力矩和大的MAE的分子。
2018-03-22 cond-mat.mes-hall
Engineering planar transverse domain walls in biaxial magnetic nanostrips by tailoring transverse magnetic fields with uniform orientation
在磁性纳米结构中设计和实现各种不同的磁化织构是开发现代信息产业中新型磁性纳米器件的关键。在所有这些织构中，平面横畴壁（pTDWs）是最简单和最基本的，这使得它们在器件物理中很受欢迎。在这项工作中，我们报告了工程的pTDWs与任意倾斜的姿态在双轴磁性纳米带的横向磁场分布均匀的方向，但可调的强度分布。静态和轴向场驱动的动力学这些pTDWs的分析研究。事实证明，对于静态，这些pTDWs是鲁棒的，再次干扰，这是不是太突然，而动态，它可以定制，以获得更高的速度比沃克的预测。这些结果将为设计具有新颖的一维磁化织构（如360 $^\circ$壁）或甚至二维织构（如涡旋、skyrmions等）的磁性纳米器件提供启示。
2018-12-03 cond-mat.mes-hall
Influence of bulk inversion asymmetry on the magneto-optical spectrum of a HgTe topological insulator
从理论上研究了[001]和[013]生长的HgTe量子阱中体反转不对称性的影响。体反转不对称性导致HgTe拓扑绝缘体中两个零模朗道能级之间的反交叉间隙，即，具有反转能带结构的量子阱。发现这是对最近实验磁谱测量中观察到的反交叉分裂的主要贡献。相关的光学跃迁涉及不同的子带，但电子-电子相互作用引起的退极化位移被发现是可以忽略不计的小。当磁场偏离量子阱的垂直方向时，这种反交叉的分裂仅弱地依赖于倾斜角。因此，体反转不对称性的强度可以通过理论计算的单电子能级和实验观察到的反交叉能隙之间的直接比较来确定。
2013-09-22 cond-mat.mes-hall
Demagnetization in micromagnetics: magnetostatic self-interactions of bulk chiral magnetic skyrmions
KTH Royal Institute of Technology（瑞典皇家理工学院）；University of Leeds（利兹大学）
研究通过考虑偶极子相互作用，揭示了三维磁性螺旋涡旋中反涡旋晶体的稳定性机制，发现非局部偶极子相互作用可打破DMI项退化，使Heusler反涡旋稳定为正方形晶格。
2026-01-04 cond-mat.mes-hall
Diagnosing the magnetic field-tuned symmetry nature of the topological electrons by conductance fluctuations in bulk-insulating BiSbTeSe2 devices
我们提取的量子电导波动和研究其磁场依赖于栅极相关的运输的拓扑电子在体绝缘BiSbTeSe 2设备。当磁场从0特斯拉增加到12特斯拉时，发现涨落幅度以sqrt（2）的比率减小，并形成量子化的台阶。在n型和p型输运中都观察到该台阶。在非局部测量中也得到了证实。这实质上证明了三维Z2拓扑绝缘体的时间反演对称性的破缺。
2017-12-10 cond-mat.mes-hall
Large difference between the magnetic properties of Ba and Ti co-doped BiFeO$_3$ bulk materials and their corresponding nanoparticles prepared by ultrasonication
最初通过标准固态反应技术制备标称组成为Bi $_{0.7}$ Ba $_{0.3}$ Fe $_{1-x}$ Ti $_x$ O $_3$（x = 0.00-0.20）的陶瓷粒料。然后将颗粒研磨成微米级粉末，并在超声波浴中与异丙醇混合以制备纳米颗粒。X-射线衍射图表明在散装粉末材料中存在大量的杂质相。有趣的是，由于这些散装粉末材料的超声处理60分钟，这些次级相被完全去除。磁场和温度相关的磁化强度测量显示，块体材料和它们相应的纳米颗粒的磁性之间的显着差异。我们预计，在磁行为的巨大差异可能与存在和不存在的二次杂质相的散装材料和相应的纳米粒子，分别。与散装对应物相比，也发现散装材料的漏电流密度在超声制备的纳米颗粒中被抑制。
2016-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Activated Layered Magnetism from Bulk TiN
采用第一性原理方法研究了单轴膨胀TiN块体从平衡态增加层间距所产生的新特性。我们揭示了一种新的非磁性的磁性过渡从TiN散装其单层。我们还研究了几个TiN原子层的电子和磁性结构。我们发现，双层和三层，像TiN块，是贫金属。另一方面，发现单层TiN在其Ti原子上携带磁矩，并且可能是半导体。在Ti上产生磁性的未成对电子主要位于垂直于层的轨道上，我们发现当层稍微分开时，它会自由产生磁性。我们发现两种不同的反铁磁状态可能的单层，以及一个铁磁，其中一个反铁磁是最低的能量。在这样的单层Ti原子之间的交换耦合计算为反铁磁的最近邻和次最近邻的网站。我们还分析了单层和双层TiN的结合性质，通过寻找主要的结合轨道。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall
Probing a spin transfer controlled magnetic nanowire with a single nitrogen-vacancy spin in bulk diamond
金刚石中氮空位（NV）中心的点状性质和精致的磁场敏感性可以提供关于磁性纳米电路内部工作的信息，与传统的传输技术互补。在这里，我们使用一个单一的NV散装钻石探测杂散场的铁磁纳米线控制的自旋转移（ST）扭矩。我们首先报告一个明确的测量ST调谐，参数驱动，大振幅磁振荡。与此同时，我们证明了这种磁振荡可以直接驱动NV自旋跃迁，提供了一种潜在的新的控制手段。最后，我们使用NV作为局部噪声温度计，观察杂散场噪声的强ST阻尼，与从室温到$\sim$ 150 K的磁冷却一致。
2018-07-12 cond-mat.mes-hall
From orbital magnetism to bulk-edge correspondence
通过扩展磁微扰理论到半平面，证明了二维随机磁性薛定谔算子的零温体边对应可由正温体边对偶性推导，无需谱隙或拓扑论证。
2024-11-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.AP
Optical investigation of monolayer and bulk tungsten diselenide (WSe$_{2}$) in high magnetic fields
在高磁场$B\leq65$ T的光谱是用来揭示单层和散装过渡金属二硫属化物的载流子的非常不同的性质。在单层WSe $_{2}$中，激子发射随磁场线性移动，并表现出源于磁场诱导的谷分裂的分裂。单层的数据可以用一个单粒子图像来描述，对于大质量的狄拉克费米子，它具有一个类似狄拉克的哈密顿量，并有一个额外的项来唯象地包括谷分裂。相反，在体WSe $_{2}$的反转对称性恢复，传输测量显示出明显的激子行为与吸收的1s和2s状态。磁场引起自旋分裂，同时伴有小的反磁位移和高场下的回旋加速器行为，这在氢模型中得到了最好的描述。
2015-06-15 cond-mat.mes-hall
Quantum and Classical Magnetoresistance in Ambipolar Topological Insulator Transistors with Gate-tunable Bulk and Surface Conduction
在拓扑绝缘体（TI）中，弱反局域化（WAL）和线性磁电阻（LMR）是两种最常见的磁电阻（MR）现象，它们通常被归因于Dirac拓扑表面态（TSS）。然而，存在模糊性，因为这些现象也可能来自体状态（通常在许多TI中进行显著的传导），并且即使在非TI材料中也可以观察到。在这里，我们展示了背栅双极TI场效应晶体管的（Bi0.04Sb0.96）2Te3薄膜生长的SrTiO 3（111），表现出大的载流子密度可调性（近2个数量级）和金属绝缘体的转变，在散装（允许有效地切断散装传导）。将费米能级从体能带调谐到TSS强烈地增强了WAL（将量子相干通道的数量从一个增加到大约两个峰值）和LMR（将其斜率增加高达10倍）两者。SS增强的LMR伴随着强烈的非线性霍尔效应，这表明电荷不均匀性（以及相关的经典LMR）的重要作用，尽管现有的LMR模型不能捕捉到我们数据的所有方面。我们系统的门和温度相关的磁输运研究提供了更深入的了解MR现象的性质，并揭示了TI相关材料的体和TSS运输之间的差异。
2014-02-19 cond-mat.mes-hall
Electric- and magnetic-field dependence of the electronic and optical properties of phosphorene quantum dots
最近，黑磷量子点被实验制备。受这些实验的启发，我们从理论上研究了矩形磷烯量子点在面内电场和垂直磁场作用下的电学和光学性质.利用紧束缚方法计算了RPQD的能谱和波函数。我们发现边缘状态的带隙内的RPQD是很好地分离的体状态。在未掺杂的RPQD中，对于面内偏振光，由于边缘态的存在，我们发现了三种类型的光学跃迁：体态之间的跃迁、边缘态和体态之间的跃迁以及边缘态之间的跃迁。电场和磁场由于体态和边缘态对这些场的不同响应而不同地影响体到体、边缘到体和边缘到边缘的转变。
2016-12-23 cond-mat.mes-hall
Density and $T_1$ of surface and bulk spins in diamond in high magnetic field gradients
我们报告的金刚石表面和体积自旋密度的测量，使用超灵敏的磁力显微镜与磁场梯度高达0.5 T/ $μ$ m。在25和800 mK之间的温度下，我们测量的共振频率和品质因数的悬臂与一个微磁铁连接到it.A最近开发的理论分析，使我们能够提取的表面自旋密度为0.072自旋/nm $^2$和体自旋密度为0.4 ppm从这个数据的变化。此外，我们发现在高磁场梯度下，由于自旋扩散的抑制，表面自旋的$T_1$时间增加。我们的技术适用于各种样品以外的金刚石，并可能是感兴趣的几个研究领域的表面，界面或杂质体自旋密度是一个重要因素。
2018-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk-edge correspondence in graphene with/without magnetic field: Chiral symmetry, Dirac fermions and Edge states
在有/无磁场的情况下，石墨烯中存在两种类型的边缘态。一种是量子霍尔边缘态，它在拓扑上受到保护，不受小扰动的影响。另一种是位于有/无磁场边界附近的手征零模。后者也是拓扑的，但通过手征对称性保证为零能量，这也是无质量狄拉克类色散的原因。从体-边对应和拓扑序的角度强调和评述了边态的概念作用。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
High and Magnetic-field-dependent Surface Carriers Mobility in 3D Topological Insulators without Bulk States
本研究针对三维拓扑绝缘体的表面载流子迁移率问题，通过双流体模型分析Sn-Bi₁.₁Sb₀.₉Te₂S的磁输运数据，发现无体态时表面迁移率可达约20000 cm²/Vs且随磁场变化，为相关理论修正提供了实验依据。
2025-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic field-induced chiral soliton lattice in the bulk magnetoelectric helimagnet Cu$_2$OSeO$_3$
本研究通过小角中子散射实验，在块体磁电螺旋磁体Cu$_2$OSeO$_3$中观察到由磁场诱导的手性孤子晶格，揭示了其非简谐性质及磁相互作用复杂性，为电场控制的自旋电子器件应用提供新见解。
2025-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
