Nonlinear Hall effect in Rashba systems with hexagonal warping
本文研究具有六角翘曲的Rashba系统中的二阶和三阶霍尔响应，解析计算了Berry联络极化率张量，并预言了三阶霍尔效应的存在，为在Rashba材料中实现Berry曲率多极物理和工程化非线性霍尔效应提供了新平台。
2023-12-02 cond-mat.mes-hall
Nematic superconductivity in topological insulators induced by hexagonal warping
研究了掺杂拓扑绝缘体体态的超导性质。结果表明，六角弯曲稳定了具有$E_u$对的自旋三重态超导相，使能隙完全打开的六角弯曲序参量的方向是基态.该序参量表现出非BCS行为。序参量与$Δ(0)/T_c$临界温度的比值不同于BCS比值。它取决于化学势和六角弯曲的值。我们讨论的相关性所获得的结果的实验观察的解释。
2020-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hexagonal Warping Induced Nonlinear Planar Nernst Effect in Nonmagnetic Topological Insulators
从理论上提出了面内磁场作用下双拓扑绝缘体（TI）Bi_2 Te_3的一种新效应--非线性平面能斯特效应（NPNE）.我们发现能斯特电流与温度梯度成二次关系，但与磁场成线性关系，并表现出磁场方向与温度梯度方向的余弦关系。NPNE的量子起源是由于六边形扭曲效应、自旋动量锁定和磁场引起的时间反转对称性破缺的共同结果，将非线性横向自旋电流转换为电荷电流。
2020-12-28 cond-mat.mes-hall
Hexagonal Warping Control of Exceptional Points in Topological Insulator--Ferromagnetic Heterojunctions
Indian Institute of Science（印度科学学院）
本研究通过六边形扭曲调控拓扑绝缘体-铁磁异质结中奇点的位置和数量，揭示了磁场对非厄米特物理的实验可行性。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Light-induced dissipationless states in magnetic topological insulators with hexagonal warping
本研究针对磁性拓扑绝缘体中磁杂质导致的背散射问题，提出利用高频线偏振光并结合费米面六方翘曲，抑制耗散、提升迁移率，从而实现光致无耗散表面态。
2025-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Faraday rotations, ellipticity and circular dichroism in the magneto-optical spectrum of moiré superlattices
研究了扭曲双层石墨烯、AB-AB和AB-BA堆叠的扭曲双层石墨烯以及单层石墨烯和AB堆叠的双层石墨烯在六方氮化硼上的磁光电导率。随着磁场的增加，吸收谱呈现出自相似的递归模式，反映了能谱的分形性质。虽然扭曲的双层石墨烯仅显示出弱的圆二色性，但由于六方氮化硼层的强反转对称性破缺性质，单层石墨烯和六方氮化硼上的AB堆叠的双层石墨烯显示出特别强的圆二色性。由于左右圆偏振光与这些结构的相互作用不同，平面偏振入射光在透射时经历法拉第旋转并获得椭圆率。各个角度的大小大约为一度。
2021-02-19 cond-mat.mes-hall
Bulk and surface spin conductivity in topological insulators with hexagonal warping
我们研究了拓扑绝缘体的自旋电导率，同时考虑了表面态和准二维体态。我们应用一个低能量的扩展的哈密顿量的三阶动量，并考虑到顶点修正所产生的短程无序。六边形扭曲会在自旋电导率张量中产生额外的各向异性分量。通常，自旋电导率的各向同性部分大于各向异性部分。更详细地研究了体态的螺旋区，其中费米能级上的电子在动量方向上具有相同的自旋投影。在这种制度下，从体状态在费米能级的自旋电导率的贡献的大幅增加被观察到。我们发现，当Rashba自旋轨道耦合大于无序强度时，体自旋电导率对无序不敏感，反之，体自旋电导率被强烈抑制。表面态对自旋电导率的贡献几乎与化学势无关，对无序具有鲁棒性，其值与每层体态的自旋电导率贡献相当。所得结果与实验数据一致。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall
Surface state transport in double-gated and magnetized topological insulators with hexagonal warping effects
本文研究了在磁邻近效应和表面态弯曲的情况下，狄拉克电子在双栅拓扑绝缘体中的散射。研究发现，磁场可以使狄拉克锥在动量空间中发生位移，使等能轮廓发生形变，或者在狄拉克点处打开带隙，这取决于磁化方向。双栅极电压在拓扑绝缘体表面诱导量子阱和/或量子势垒，产生表面共振隧穿态。结果表明，当等能轮廓呈雪花状时，六边形翘曲效应可以增加高能电子输运。在平行和反平行磁配置的能量依赖电导表现出异相振荡，由于在两个磁化段之间的区域中的传播波的量子干涉。虽然双阱结构的电导谱比双势垒结构的电导谱高，但由于共振隧穿态的存在，磁电阻比随两个磁化势垒之间的间隔距离的变化呈现出明显的振荡。研究表明，在不破坏时间反转对称性的情况下，交换场和栅电压可以控制表面态的输运，这表明双栅磁化拓扑绝缘体可以用来实现大的磁电阻比和可调的符号.
2019-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Second Harmonic Generation in Topological Insulators under Quantizing Magnetic Fields
本研究从理论上探究垂直磁场下拓扑绝缘体表面态的二次谐波产生，考虑六角形翘曲效应，通过微扰理论解析跃迁并确定选择定则，发现其SHG susceptibility高且可调，为非线性磁光性质提供新见解。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall
Modelling the angle-dependent magnetoresistance oscillations of Fermi surfaces with hexagonal symmetry
通过求解玻尔兹曼输运方程，我们从理论上研究了六方晶格上准二维系统在改变外加磁场方向时电阻率振荡的一般形式。角磁阻振荡的存在下，可以用来映射出的费米表面的拓扑结构，我们研究这种效果如何变化的函数的平面间翘曲的程度，以及作为一个函数的各向同性散射的程度。我们发现，由于面内旋转的角度依赖效应遵循晶格所施加的对称性，而对于面间旋转，翘曲的程度决定了模拟中观察到的主导特征。我们的计算预测特定的角度依赖性磁输运签名在磁场预期准二维六方化合物类似PdCoO2和PtCoO2。
2016-06-03 cond-mat.mes-hall
Odd-frequency superconductivity induced in topological insulators with and without hexagonal warping
我们研究了费米面各向异性对感应对势奇频自旋三重态配对分量的影响。我们考虑了在三维拓扑绝缘体（TI）表面上形成的超导体/铁磁绝缘体（S/FI）混合结构。在这种情况下，有三个因素保证了奇频配对的可能性：1）拓扑表面态，2）感应对电势，3）附近铁磁绝缘体的磁矩。我们考虑了拓扑绝缘体中Dirac锥的强各向异性，当化学势远高于Dirac锥时，其常能轮廓具有雪花形状。在这个模型中，我们建议，S/FI边界应适当对齐相对于雪花恒定能量轮廓有一个奇频对称的相应配对组件，并确保马约拉纳束缚态在S/FI边界。对于任意取向的边界的马约拉纳束缚态是不存在的。这为在拓扑绝缘体表面上形成的S/FI混合结构中实现Majorana模提供了一个选择规则。
2017-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Hybridization and Field Driven Phase Transitions in Hexagonally Warped Topological Insulators
本文讨论了量子相变中材料参数和外场效应对薄膜拓扑绝缘体（TI）的影响。首先，我们考虑一个面内倾斜的磁场，并确定表面态的能带结构作为倾斜角的函数。我们发现，存在的杂交项或六方翘曲或两者的组合导致半金属到绝缘体的相变，这是由它们的${\cal PT}$对称性破缺字符促进。然后我们注意到，虽然电场的引入不允许这种QPT，因为它不破坏${\cal PT}$对称性，但它可以与隧穿元件结合使用以有效地达到相变。相应的临界点则非平凡地依赖于电场，这是在这里指出的。然后，我们证明，包括一个六边形的翘曲项导致立即${\cal PT}$对称违反QPT。
2016-07-02 cond-mat.mes-hall
Quantum Capacitance of a Topological Insulator-Ferromagnet Interface
研究了面内磁化的拓扑绝缘体薄膜系统在面外磁场和六角弯曲下的量子电容。对于一阶，由于六边形翘曲的量子电容的修改相比，清洁的情况下，在平面内的磁化和六边形翘曲都不存在，总是负的，并且随着从电荷中性点的能量差的大小单调增加。相反，由于面内磁化引起的量子电容的变化通常随能量振荡，除非满足面间耦合、面外塞曼能量分裂和磁场强度之间的一定关系。在这种特殊情况下，量子电容对于所有能量都保持不变。
2017-02-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal phonon dichroism induced by Fermi pocket anisotropy in two-dimensional Dirac materials
提出磁性二维Dirac材料中由费米口袋各向异性诱导的本征非互易线性和圆声子二向色性，揭示了Berry曲率等非局域能带几何量的作用，并在2H-MoTe2/EuO体系中预测了显著且可调的电控声子非互易性。
2023-09-07 cond-mat.mes-hall
Large effect of the metal substrate on the magnetic anisotropy of Co on hexagonal Boron Nitride
我们结合X射线吸收光谱（XAS）、X射线磁性圆二色性（XMCD）和X射线磁性线性二色性（XMLD）数据、第一性原理密度泛函理论（DFT）计算和多轨道多体哈密顿方法来理解Co原子吸附在h-BN/Ru（0001）和h-BN/Ir（111）上的电子和磁性。的XAS线的形状揭示，对于两个基板，电子配置接近$3d^8$，对应于自旋$S = 1$。磁场相关的XMCD数据显示h-BN/Ru（0001）上的大的（14 meV）面外各向异性，而h-BN/Ir（111）上的几乎是各向同性的（数十个$μ$ eV）。XMLD数据结合DFT计算和多轨道哈伯德模型的结果表明，不同的磁各向异性来源于不同的Co吸附位，即h-BN/Ru（0001）上的顶部N和h-BN/Ir（111）上的6重中空。
2019-04-09 cond-mat.mes-hall
Hexagonally warped exceptional physics in multi-Weyl semimetals
三维拓扑绝缘体中的非对称翘曲（HW）是目前已知的现象。我们发现，非厄米（NH）的损失/增益可以产生一个特殊的HW效应在双Weyl半金属（DWSM）。DWSM的这一独特的特征对费米表面拓扑结构具有独特的影响。重要的是，在这种$k^3$自旋轨道耦合模拟项的存在下，与DWSM相关的对称性改变，导致四个例外点，其中两个是简并的。引入驱动场消除了这种简并。NH翘曲和驱动参数的共同作用导致了显着的效果，包括合并和调整的例外点。我们分析的拓扑性质所产生的例外轮廓通过评估几个拓扑不变量，如缠绕数，涡度，和NH Berry曲率。我们希望我们的理论结果将启动可能的实验探索NH HW效应。
2022-02-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Magnetic order on a topological insulator surface with warping and proximity-induced superconductivity
我们确定的性质的磁秩序的表面上的拓扑绝缘体（TI）的发展，由于六边形翘曲和由此产生的费米面（FS）嵌套在存在的排斥哈伯德相互作用。为此，我们调查的自旋磁化率，并推导出朗道理论比较不同的可访问的阶段。对于接近六边形的FS和足够强的强相互作用，磁性基态由skyrmion晶格形成，即，通过保持C $_3$对称性的三个螺旋自旋密度波的叠加。磁基态是拓扑非平凡的，具有非零的skyrmion电荷，可以通过施加磁场来稳定和控制。通过使TI接近常规超导体，可以设计C $_3$对称拓扑超导体。我们探讨了相图的修改以及Skyrmion结构和多极分布的超电流之间的相互影响，这可以提供有关潜在的Skyrmion电荷的信息。
2015-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic warping in topological insulators
我们分析了磁性拓扑绝缘体MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$族拓扑表面态的电子结构。我们发现，在自然解理表面，狄拉克锥翘曲改变其对称性从六方到三角的磁有序温度。特别地，在长程磁序形成时，具有相同带指数但相反表面动量的表面态之间产生能量分裂。因此，这种能量分裂的测量构成了一个简单的协议，通过表面电子结构检测磁有序，替代表面磁隙的检测。有趣的是，虽然后者信号的非零表面磁通量，三角形翘曲预测这里是，此外，敏感的表面磁通量的方向。
2022-09-12 cond-mat.mes-hall
MoS_2 as an ideal material for valleytronics: valley-selective circular dichroism and valley Hall effect
二维蜂窝晶格在六方布里渊区K} $_{\pm}$的顶点附近的k空间电子结构中具有一对不等价的谷。如果可以实现谷之间的载流子不平衡，则在所谓的“谷电子学”中利用载流子的这种涌现的自由度是特别有吸引力的。谷极化的物理学将使电子器件，如谷滤波器和谷阀，以及光电霍尔器件成为可能，所有这些都非常有希望用于下一代电子和光电应用。关键的挑战在于实现谷不平衡，其中二维蜂窝结构的令人信服的演示仍然是回避的，而其他材料的例子很少。本文用第一性原理计算表明，单层MoS_2是一种直接带隙为1.8 eV的新型二维半导体，它是一种理想的谷电子学材料，具有谷选择圆二色性，并具有谷极化和谷霍尔效应。
2011-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Relationship between Fermi-Surface Warping and Out-of-Plane Spin Polarization in Topological Insulators: a View from Spin-Resolved ARPES
我们对拓扑绝缘体Pb（Bi，Sb）2 Te 4（Pb 124）进行了自旋和角度分辨的光电子能谱研究，在六角扭曲的Dirac-cone表面态上观察到了显著的面外自旋极化.为此，我们对各种拓扑绝缘体（Pb 124，Bi 2 Te 3，Bi 2Se 3和TlBiSe 2）的翘曲强度进行了定量分析，并阐明了面外自旋极化Pz与翘曲强度系统相关。然而，Pz的大小被发现只有一半的预期从kp理论时，翘曲是强的，这表明多体效应的可能作用。除了证实自旋极化和表面态结构之间的普遍关系，我们的数据提供了一个经验指导原则，在拓扑绝缘体的自旋极化调谐。
2013-08-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anisotropic effect of warping on the lifetime broadening of topological surface states in angle-resolved photoemission from Bi$_2$Te$_3$
我们用角分辨光电子能谱分析了Bi $_2$ Te $_3$的狄拉克锥的强六角弯曲。沿着$\overlineΓ$ $\overline{\rm M}$，色散偏离线性行为，这意味着狄拉克锥向外而不是向内翘曲。我们发现，这引入了一个各向异性的拓扑表面状态，这是沿着$\overlineΓ$ $\overline{\rm K}$较大的寿命加宽。结果与嵌套不一致。基于强翘曲Dirac锥基态自旋织构的理论预测，我们提出了自旋相关的散射过程作为各向异性散射率的解释.这些结果可以帮助铺平道路，优化未来的自旋电子器件使用拓扑绝缘体和控制表面散射过程通过外部栅极电压。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall
Excitonic circular dichroism in boron-nitrogen clusters decorated graphene
本研究基于第一性原理计算提出硼氮团簇掺杂石墨烯体系，利用对称性破缺实现高效能谷极化，证实其可产生圆二色性能谷霍尔效应，且激子量子比特可用于信息处理。
2024-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Diffusion at the Surface of Topological Insulators
我们考虑了拓扑绝缘体表面态在非关联点无序下的输运性质，包括经典和量子态。这些二维表面态的输运性质强烈地依赖于它们的费米面的六边形翘曲的幅度。它示出的翘曲的微扰分析未能描述在实验可用的拓扑绝缘体，如Bi 2 Se 3和Bi 2 Te 3的运输。因此，我们开发了一个完全非微扰描述这些影响。特别是，我们发现，弯曲振幅的费米能量的依赖性表现在一个很强的依赖性的扩散常数对这个费米能量，导致几个重要的实验结果。此外，强翘曲与面内塞曼效应的结合导致电导波动的衰减，与未翘曲的狄拉克表面态的情况相反。
2012-05-23 cond-mat.mes-hall
Hexagonally Warped Dirac Cones and Topological Phase Transition in Silicene Superstructure
硅烯是形成二维蜂窝晶格的硅原子的单层。本文研究了由周期势产生的硅烯超结构的拓扑性质。超结构是量子自旋霍尔（QSH）绝缘体，如果它是拓扑连接到硅烯。值得注意的是，在某些超结构中，硅烯布里渊区存在两个不等价的K和K '点。在这种情况下，两个狄拉克锥共存于动量空间中的同一狄拉克点，并且它们被库仑相互作用六角弯曲。我们进行了数值分析，采取的（$3\times 3$）的（$4\times 4$）结构的Ag衬底上的超结构的实例。结果表明，它是一种准分子氢绝缘体，在外加电场作用下不存在拓扑相变，能带结构发生六角弯曲。
2013-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron diffusion induced valley Hall effect and nonlinear galvanodiffusive transport in hexagonal 2D Dirac monolayer materials
从理论上研究了二维狄拉克材料中的扩散电流，如过渡金属二硫族化合物（TMD）族。当电子驱动力不是电场而是样品中电子密度分布的梯度时，横向效应类似于谷霍尔（VHE）和光电流（PGE）输运现象。后者可以通过有限大小的激光光斑或通过从其他材料注入电子来创建。在电子-短程杂质斜散射各向异性假设下，发展了扩散VHE效应理论。假设TMD单层中电子谷的三角翘曲各向异性，分析了由较高电子密度导数引起的电子PGE样输运。研究了电子密度梯度的非线性响应。在类铂族元素输运理论中考虑了电子在短程和库仑中心的各向同性散射过程。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Hall Effect in Altermagnetic Warped Topological Insulators
Centre for Nanotechnology, Indian Institute of Technology Roorkee（印度鲁尔基理工学院纳米技术中心）
该研究通过将六角翘曲拓扑绝缘体与d波交错磁体邻近耦合，打破镜面对称，使量子度量偶极子驱动非线性霍尔效应，并可通过取向角连续调控，为量子度量自旋电子学提供新平台。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Photocurrent Response of Topological Insulator Surface States
研究了任意斜入射圆偏振光时拓扑绝缘体表面态的光电流响应。我们描述了狄拉克模型内的表面态，包括几个扰动，如六边形翘曲，非线性修正的模式速度，并施加磁场。我们发现，光电流强烈抑制通常的轨道耦合，促使我们包括较弱的塞曼耦合。我们发现，螺旋度无关的光电流占主导地位的螺旋度依赖的贡献。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall
Third-order Hall effect in the surface states of a topological insulator
本文利用半经典Boltzmann形式体系研究了六角翘曲拓扑绝缘体表面态中的三阶霍尔效应，发现倾斜和翘曲程度能显著增强并调控该响应，且其可作为系统主导阶响应直接在实验中验证。
2023-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of interacting Kondo screened 4f moments in CePt5 with XMCD
我们利用X射线吸收和磁性圆二色性研究了CePt 5/Pt（111）表面合金从远高于杂质近藤温度到远低于杂质近藤温度的电子构型和局域磁化率。的各向异性顺磁响应是由六方晶场和铁磁相关性，与修改后的参数为Ce的时刻驻留在合金表面旁边。定量XMCD评估提供了直接的证据，近藤屏蔽自旋和轨道4f时刻。在T >= 13 K时，磁相干特征不明显.
2012-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Dirac gullies and gully-symmetry breaking quantum Hall states in ABA trilayer graphene
我们报告高品质的量子电容测量，石墨和六方氮化硼封装的Bernal堆叠三层石墨烯器件。在零外加磁场，我们观察到一些电子密度和电位移调谐功能的费米表面拓扑结构的变化相关的电子压缩性。在高位移场和低密度下，强的三角形翘曲引起以六边形布里渊角附近为中心的与三重旋转对称性相关的出射狄拉克沟。在$B=1.25$ ~T的低磁场下，沟道表现为朗道能级简并度从2变为3。弱不可压缩状态也观察到整数填充在这些三重朗道水平，这是一个哈特里-福克分析表明，与库仑驱动的相位自发打破旋转对称性。
2018-07-19 cond-mat.mes-hall
Optical activation of nonlinear Hall effect in topological insulators with warped Fermi surface
University of Antwerp（安特卫普大学）；Isfahan University of Technology（伊斯法罕理工大学）
本文证明线偏振光可打破拓扑绝缘体中因三重旋转对称性导致的贝里曲率偶极子为零的限制，通过Floquet工程激活非线性霍尔效应，实现可调谐的微安级电流。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall
Importance of van der Waals interactions for ab initio studies of topological insulators
我们采用从头计算密度泛函方法研究了典型层状拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$和Bi $_2$ Te $_3$的体相和表面的晶格和电子结构，并系统地比较了不同方法的结果，包括范德华（vdW）相互作用.我们表明，利用半经验能量修正的方法产生这些材料的准确描述，通过适当考虑vdW相互作用的长程尾得到最精确的结果。体晶格常数、五重层间距和拓扑表面态的狄拉克速度都与实验符合得很好。在Bi $_2$ Te $_3$中，能量色散的六方弯曲导致TSS在中等能量下的复杂自旋织构，而在Bi $_2$ Se $_3$中，这些状态在远离狄拉克点的位置保持几乎完美的螺旋，在高得多的能量下（高于体导带的最小值）显示出明显的六方弯曲迹象。我们的研究结果建立了一个框架，统一和系统的自洽第一性原理计算的拓扑绝缘体在体，板和界面几何，并提供了必要的第一步，从头模拟拓扑异质结构。
2020-11-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear response in a non-centrosymmetric topological insulator
非线性现象是自然界中大多数系统所固有的。二次或更高次谐波的产生、三波和四波混频是非线性光学中的典型现象。为了在长波长极限（$q\rightarrow0$）下获得二次谐波产生的非零信号，需要反转对称性的破缺。在拓扑材料中，角分辨光电子能谱（ARPES）观测到破坏费米面旋转对称性的六角翘曲项。如果间隙打开（例如，通过掺杂磁性杂质），反转对称性将被破坏。在这里，我们使用一个非线性响应理论的基础上推广的Kubo公式来解释拓扑材料中的频率上转换。
2019-04-05 cond-mat.mes-hall
Selective Trapping of Hexagonally Warped Topological Surface States in a Triangular Quantum Corral
三维拓扑绝缘体（TI）表面存在二维无质量狄拉克费米子（DF），其无隙和自旋螺旋性质产生了许多奇异现象，如拓扑表面态（TSS）对背散射的免疫性。这导致它们通过表面缺陷或势垒的高透射率。先前在金属表面上制作的量子共振器可以作为纳米尺寸的电子谐振器，通过量子限制来捕获薛定谔电子。因此，考虑到它们的特殊性质，在类似的情况下对TSS的狄拉克电子进行测试是很有趣的。在这里，我们报告的行为，TSS在三角形量子围栏（TQC）的Bi2Te3薄膜的表面上外延生长的Bi双层纳米结构制造。与圆形畜栏不同，TQC应该对DF完全透明。通过低温扫描隧道显微镜在实空间中对TQC内部TSS的电子结构进行映射，观察到TSS电子的捕获和释放行为。的选择规则被发现是由TSS的恒定能量轮廓的几何形状和自旋织构后，在Bi2Te3的强六方翘曲。仔细分析准束缚态的量子干涉图样，得到了相应的俘获TSS的波矢，揭示了有利于动量在不同方向的两种俘获机制.我们的工作表明了TSS的扩展性质，并阐明了在复杂的表面态结构的存在下，TSS的捕获的选择规则，使深入了解在TI的DF的有效工程。
2022-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electron scattering in a superlattice of line defects on the surface of topological insulators
采用传输矩阵方法，对具有六角弯曲效应的拓扑绝缘体表面周期线缺陷的电子散射进行了理论研究。由于动量交换作用下弯曲能线的不对称性，在两个垂直方向上研究了表面线缺陷作为结构波纹对电子传输的影响。的透射曲线和细节的共振峰，随缺陷的数量和它们的电位的强度是强烈地依赖于线缺陷延伸的方向。在低能量下，入射和反射的传播电子之间的量子干涉对透射共振起主要作用，而在高能量下，由于强烈的翘曲效应，在等能轮廓上也出现了多次散射过程。通过增加线缺陷之间的空间间隔，电导的最小值在低入射能量下保持显著高，而随着缺陷数量的增加，最小值可以在高能量下接近零。我们的研究结果表明，拓扑绝缘体表面的电位波纹可以用来控制这些材料的局部电子性质。
2020-07-25 cond-mat.mes-hall
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
Non-linear spin current in the surface states of topological insulators
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
该研究利用守恒自旋输运形式，结合布洛赫态微扰与玻尔兹曼输运方程，探究Bi₂Te₃等拓扑绝缘体表面态的线性与非线性自旋电流，揭示了带几何量对自旋电导率张量分量的选择作用。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Experimental demonstration of a magnetically induced warping transition in a topological insulator mediated by rare-earth surface dopants
本研究通过在Bi₂Se₂Te表面沉积磁性稀土元素，实验观测到拓扑表面态的翘曲形状转变及带隙开启，验证了相关理论预测，为调控磁相互作用、实现量子反常霍尔效应提供了新路径。
2023-02-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Tunable magnetic anisotropy from higher-harmonics exchange scattering on the surface of a topological insulator
我们表明，高次谐波交换散射从一个三维拓扑绝缘体的表面上的磁性吸附原子导致的磁各向异性的大小和符号可以通过调整螺旋表面带的化学势调谐。当化学势从狄拉克点向表面带边移动时，表面法线从磁易轴向磁难轴变化。结果表明，谐波翘曲可以减小易轴各向异性区域，并完全抑制各向异性。这种间接的贡献可以与晶体场分裂和原子自旋轨道耦合产生的内禀项的大小相当，并且其与化学势的可调性使得这两种贡献在实验上是可辨别的，并且赋予这种各向异性源潜在的有趣的磁功能。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall
Electron beam splitting at topological insulator surface states and a proposal for electronic Goos-Hanchen shift measurement
从理论上研究了具有势垒的拓扑绝缘体表面电子输运性质和Goos-Hänchen（GH）横向位移的六角形弯曲效应.由于入射电子束的费米面是弯曲的，我们可以预期两束传输的透射电子束对应于双折射的发生。透射光束具有锁定到其动量的自旋取向，因此其中一个自旋方向与入射自旋方向相比旋转。基于狄拉克点附近的低能哈密顿量，考虑高斯光束，推导了存在翘曲效应时横向位移的计算公式。我们详细研究了透射光束的透射几率和GH位移对系统参数的依赖关系，解释了透射峰对应的横向位移出现大峰值的原因。结果表明，两束透射光束通过不同的GH位移产生的间距可以达到几微米，这是实验上可以观察到的。最后，我们提出了一种基于横向磁聚焦技术的测量电子束GH位移的方法。在该方法中，通过调节外加磁场，可以诱导出一个可检测的电子谐振路径。
2022-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Shift charge and spin photocurrents in Dirac surface states of topological insulator
在凝聚态物质中产生光电流是光伏和光电应用的主要兴趣。位移电流是一种非线性光响应，作为铁电材料体光伏效应的重要组成部分，近年来引起了人们的广泛关注。在三维拓扑绝缘体$\text{Bi}_2\text{X}_3$（X：Te，Se）中，我们发现具有六角弯曲项的Dirac表面态在线偏振光作用下产生位移电流.此外，在时间反演对称性破缺微扰的作用下，引入了位移自旋流。利用$(\text{W}/\text{m}^2)$测量的光强度$I_0$，分别估算了电荷和自旋位移电流的大小为0.13 $I_0$和0.21 $I_0$（nA/m），这可以提供一种有效地产生这些电流的有用方法。
2016-07-13 cond-mat.mes-hall
Dielectric screening of surface states in a topological insulator
在拓扑绝缘体表面存在的螺旋狄拉克费米子的色散曲线中，存在着各向异性。动量项的次占优二次项导致导带和价带之间的不对称。也可以通过磁性掺杂打开间隙。我们展示了这些不同的修改狄拉克光谱改变的表面态的偏振函数，并采用我们的结果来讨论它们对等离子体激元的影响。在长波长范围内，等离子体激元色散保持其对动量$\boldsymbol{q}$的平方根依赖性，但其斜率被修改，并且可以获得对$\boldsymbol{q}$方向的弱依赖性。此外，我们发现存在几个等离子体激元分支，其中之一是阻尼的所有值的$\boldsymbol{q}$，并提取等离子体激元散射率的代表性情况。
2014-01-10 cond-mat.mes-hall
Strong-field physics in three-dimensional topological insulators
我们从理论上研究了拓扑绝缘体类量子材料中光与物质相互作用的强场机制。特别是，我们专注于非微扰的高次谐波产生的过程中，从典型的三维拓扑绝缘体硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）进行强中红外激光场。我们分别分析了自旋-轨道耦合体态和拓扑表面能带的贡献，并揭示了它们的谐波产量如何依赖于激光场的椭圆率的主要差异。体谐波表现出单调的减少，在他们的产量作为椭圆率的增加，在某种程度上让人想起高谐波产生气体介质。然而，表面的贡献表现出高度的非平凡的依赖性，最终与最大的圆偏振场。我们将所观察到的异常行为归因于：（i）狄拉克点附近的带间偶极子和Berry连接的增强振幅和圆形图案;以及（ii）高阶哈密顿量中的“六边形翘曲”项的影响，这是在较高动量下能量表面六边形变形的原因。后者与自旋轨道耦合参数直接相关。因此，我们的研究结果建立了强场驱动的高次谐波发射的能带结构的拓扑结构，以及自旋轨道相互作用的表现形式的敏感性。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
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
Kondo effect on the surface of 3D topological insulators: Signatures in scanning tunneling spectroscopy
本文研究了三维拓扑绝缘体表面的稀磁杂质的散射。在低温极限下，杂质矩被表面态电子近藤屏蔽，尽管它们的自旋和动量被奇异地锁定。我们确定的近藤效应出现在准粒子干涉（QPI）的模式，通过扫描隧道光谱记录的签名，考虑到充分的能量依赖的T矩阵以及表面狄拉克锥的六边形翘曲。我们确定了一个普遍的能量依赖性的QPI信号在低扫描能量的近藤物理的指纹，显着不同的信号，由于非磁性或静态磁性杂质。最后，我们讨论了我们的结果在最近的实验数据的背景下。
2012-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Electron-electron Interaction on Surface Transport in Three-Dimensional Topological Insulators
研究了电子-电子相互作用对三维拓扑绝缘体表面电阻率的影响。在不存在umklapp散射的情况下，二维（2D）金属的电阻率中的费米液体（$T^2$）项的存在取决于费米表面几何形状，特别是取决于它是凸的还是凹的。在掺杂时，Bi $_2$ Te $_3$族的3D拓扑绝缘体中的2D金属表面态的费米表面由于六边形翘曲而将其形状从凸形改变为凹形，同时仍然太小而不允许umklapp散射。我们表明，$T^2$长期的电阻率是目前只在凹政权，并证明电阻率服从一个通用的缩放形式有效的任意2D费米表面附近的凸/凹过渡。
2011-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-Polarized Quantum Well States on Bi$_{2-x}$Fe$_x$Se$_3$
使用低温扫描隧道显微镜对掺杂的拓扑绝缘体Bi $_{2-x}$ Fe $_x$ Se $_3$成像。间隙Fe缺陷允许准粒子干涉（QPI）的检测，和空态能带结构的重建。测量数据和密度泛函理论计算之间的定量比较揭示了量子阱态（QWS）与拓扑表面态（TSS）在Bi $_{2-x}$ Fe $_x$ Se $_3$的原子清洁表面上的意外共存。光谱测量量化由于六边形翘曲的线性色散的崩溃。尽管如此，QWS和TSS仍然保持自旋极化，并保护背散射到狄拉克点以上几乎1 eV，这表明它们对基于自旋的应用程序的实用性。
2015-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetochiral anisotropy-induced nonlinear Hall effect in spin-orbit coupled Rashba conductors
本文从理论上预言了自旋轨道耦合Rashba导体在面内磁场下存在磁手性各向异性诱导的非线性霍尔效应，并揭示了其与Berry曲率偶极子机制的本质区别及与非线性整流电流的定量关系。
2023-09-22 cond-mat.mes-hall
Band tilt induced nonlinear Nernst effect in topological insulators: An efficient generation of high-performance spin polarization
拓扑绝缘体（TI）由于其表面态的自旋-动量锁定（SML）特性，有望成为自旋电子学的应用平台。一个特别的兴趣在于使用TI作为自旋电子学结构的自旋极化源。在这里，我们提出了带倾斜诱导的非线性能斯特效应（NLNE）的TI作为一个干净的和有效的路线，以产生高性能的自旋极化（SP）。我们发现，在SML和六角弯曲效应的存在下，有限的能带倾斜可以引起两个自旋载流子的不平衡，并有效地产生自旋极化的NLNE电流在TI。在我们的方案中，自旋电流和电荷电流的制度下，可以实现热驱动。可获得的SP可以以平滑或快速的方式有效地调谐，表现出高度灵活的可调谐性。此外，可以在宽范围的可调参数内产生近单位SP，这也被发现对温度是鲁棒的。因此，我们的工作提供了一种机制，实现可控的室温下的高度SP基于TI，这是未来的自旋电子学应用至关重要的。
2022-08-24 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
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
Anomalous and topological Hall effects in epitaxial thin films of the noncollinear antiferromagnet Mn$_{3}$Sn
具有D 0 $_{19}$（空间群= 194，P6 $_{3}$ /mmc）六方结构的非共线反铁磁体在拓扑自旋电子学中具有潜在的应用前景，因而受到广泛关注。在这里，我们报告这样的材料，Mn $_{3}$ Sn的连续外延薄膜的沉积，并使用X-射线衍射和透射电子显微镜的组合表征其晶体结构。获得了具有（0001）c轴取向和（40 $\bar{4}$ 3）织构的Mn $_{3}$ Sn薄膜。在后一种情况下，薄膜表现出一个小的未补偿的Mn矩在基面，通过磁力和X-射线磁性圆二色性实验量化。这不能解释在这些薄膜中同时观察到的大的反常霍尔效应，即使在室温下，幅度$σ_{\mathrm{xy}}$（$μ_{0}H$ = 0 T）= 21 $\mathrmΩ^{-1}\mathrm{cm}^{-1}$和矫顽场$μ_{0}H_{\mathrm{C}}$ = 1.3 T。我们把这种反常霍尔效应的起源归因于Mn $_{3}$ Sn的反三角形自旋结构所产生的动量空间Berry曲率。当冷却通过过渡到玻璃铁磁状态在50 K左右，霍尔电阻率的峰值接近矫顽场表示的拓扑霍尔效应贡献的发病，由于出现的标量自旋手性产生一个真实的空间贝里相。我们证明，这种拓扑霍尔效应的极性，因此，手征性质的非共面磁结构驱动它，可以使用不同的场冷却条件进行控制。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unveiling the physics of the spin-orbit coupling at the surface of a model topological insulator: from theory to experiments
本文提出以泵浦-探测ARPES数据校准的ab initio模型，揭示拓扑绝缘体表面共振态杂化导致70%–85%的原子自旋-轨道耦合转移至表面态，并由六方翘曲验证。
2024-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
