Magnetic field-dependent resistance crossover and logarithmic to non-saturating magnetoresistance in topological insulator Bi$_2$Te$_3$
我们报告了在230 K温度下，在垂直于表面施加外部磁场的情况下，单晶3D拓扑绝缘体Bi 2 Te 3中出现了类似金属-绝缘体的转变。这种转变在较大的磁场强度下变得更加突出，剩余电阻值随磁场线性增加。在低温下，磁电阻的磁场依赖性表现出从对数到线性行为的转变，并且该转变的起始磁场值随着温度的升高而减小。对数磁电阻表明表面狄拉克电子的弱反局域化，而高温行为源于本征杂质的体载流子。在更高的温度超过~230 K，一个完全经典的洛伦兹模型类型的二次行为的磁阻观察。我们还表明，实验观察到的异常在~ 230 K的磁输运性质不起源于任何堆垛层错的Bi 2 Te 3。
2020-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Roles of Potential Gradient and Electrode Bandwidth on Negative Differential Resistance in One-Dimensional Band Insulator
研究了一维带状绝缘体中的负微分电阻（NDR）。我们系统地研究了电极带宽和绝缘体内的电位分布对电流-电压特性的影响。我们表明，在不相关的系统中，NDR通常是由线性电势梯度以及由有限的电极带宽。特别地，前者通过倾斜其能带来减小用于弹性隧穿的绝缘体的有效带宽，从而即使在大的电极带宽的限制下也会产生NDR。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Coherent "metallic" resistance and medium localisation in a disordered 1D insulator
据信，具有相干电子传导的无序一维（1D）导线是具有平均电阻<p> \simeq e^{2L/Ω}和电阻色散Δ_p \simeq e^{L/Ω}的绝缘体，其中L是导线长度，Ω是电子定位长度。在这里，我们表明，这1D绝缘体在全相干的交叉到一个1D的“金属”，造成的热拖尾和共振隧穿。结果表明，Δ ρ小于1，且与L/λ无关，而<ρ>随L/λ先近似线性增长，后呈多项式增长，表现出所谓的介质局域化。
2003-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Variable resistance at the boundary between semimetal and excitonic insulator
我们求解了半金属和激子绝缘体之间的双能带输运模型。我们分析了目前的两个相互竞争的条款与中性激子和带电载流子，分别。我们发现一个高的值的界面电阻，非常敏感的结的透明度。我们探索有利的系统进行实验确认。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Superconducting-contact-induced resistance-anomalies in the 3D topological insulator Bi2Te3
本研究探讨的3D拓扑绝缘体（TI）的Bi 2 Te 3，包括铟超导电极的薄片中观察到的磁输运响应，并演示了两个关键的转变的磁阻响应与降低温度T = 3.4K以下。第一个转变归因于铟电极中的超导性，并且具有超过铟的过渡场的临界场的第二个转变归因于在该混合TI/超导体结构的2D平面界面处的邻近效应。
2016-02-13 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional Transport Induced Linear Magneto-Resistance in Topological Insulator Bi$_2$Se$_3$ Nanoribbons
本文报道了在垂直磁场作用下，Bi2Se3纳米带的线性磁电阻效应。通过角度依赖性磁输运实验，我们表明，这种线性MR是纯粹由于二维（2D）的运输，与最近发现的线性MR从2D拓扑表面状态散装Bi2Te3，和线性MR的其他无带隙半导体和石墨烯。我们进一步表明，Bi2Se3纳米带的线性MR持续到室温，强调了利用拓扑绝缘体纳米材料的室温磁电子应用的潜力。
2011-08-02 cond-mat.mes-hall
Hinge Spin Polarization in Magnetic Topological Insulators Revealed by Resistance Switch
我们报告的可能性检测铰链自旋极化磁性拓扑绝缘体的电阻测量。通过将磁性拓扑绝缘体的三维模型转化为在顶面附近具有铁磁接触的多端器件，揭示了手征边缘模的局部自旋特征。我们发现当地的自旋极化的铰链，反转之间的顶部和底部表面的符号。在相反的边缘，具有反转自旋极化的拓扑状态在相反的方向上传播。利用自旋极化铰链和铁磁接触之间的匹配，实现了正向和反向传输态之间的大电阻开关。该特征对于铁磁、反铁磁和倾斜反铁磁相是通用的，并且能够设计自旋敏感器件，并且有可能逆转电流的铰链自旋极化。
2021-03-07 cond-mat.mes-hall
Electrical resistance of individual defects at a topological insulator surface
三维拓扑绝缘体具有线性色散的表面态，表现为狄拉克锥。纳米尺度的传输测量提供了直接访问的狄拉克锥在真实空间中的传输特性，并允许详细调查的载流子散射。本文采用扫描隧道电位法对（Bi_（0.53）Sb_（0.47））_2Te_3拓扑绝缘体薄膜表面不同缺陷的电阻进行了分析。我们发现最大的局部电压降位于拓扑绝缘体膜中的畴边界处，其电阻率比台阶边缘的电阻率高约4倍。此外，我们解决了位于周围的样品表面的纳米级空隙的电阻率偶极子。通过电阻网络模型分析了这种缺陷对拓扑表面态电阻的影响。与其他缺陷相比，发现由空隙引起的影响很小。
2017-04-20 cond-mat.mes-hall
The Quantized Hall Insulator: A New Insulator in Two-Dimensions
一般来说，绝缘体在理论上是由绝对零度时的电导率张量为零来定义的。在传统的绝缘体中，如带状绝缘体，电导率的消失导致电导率的发散。在其他绝缘体中，特别是当添加高磁场（B）时，可能的是，当磁阻发散时，霍尔电阻保持有限，这被称为霍尔绝缘体。在这封信中，我们用实验证明了另一种更奇特的绝缘体的存在。这种绝缘体终止了二维电子系统中的量子霍尔效应系列，其特征在于霍尔电阻近似量子化为电阻的量子单位h/e ^2。这种绝缘体被称为量子化霍尔绝缘体。此外，我们表明，对于相同的样品，绝缘状态之前的QHE系列，在低B，是HI类。
1998-10-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anisotropic and strong negative magneto-resistance in the three-dimensional topological insulator Bi2Se3
本文报道了三维拓扑绝缘体Bi2Se3外延薄膜的高场角度依赖磁输运测量。在低温下，我们观察到量子振荡，表现出体和表面载流子的同时存在。Bi_2Se_3的磁电阻具有很强的各向异性。在平行电场和磁场存在的情况下，我们观察到了一个强的负纵向磁阻，它被认为是在某些半金属中由于所谓的轴向反常而存在手征费米子的一个确凿证据。它在三维拓扑绝缘体中的观测结果表明，轴向异常实际上可能是一种比最初想象的更为普遍的现象。
2016-08-11 cond-mat.mes-hall
Universal Behavior of the Resistance Noise across the Metal-Insulator Transition in Silicon Inversion Layers
低频电阻噪声的研究表明，在金属-绝缘体转变附近的二维（2D）电子系统的玻璃冻结发生在所有的Si反型层。分离二维金属和（玻璃状）绝缘体的金属玻璃相的大小强烈依赖于无序，在高迁移率样品中变得非常小。的第二个频谱，一个重要的四阶噪声统计的行为，表明在玻璃相的波动之间的长程相关性的存在下，与玻璃态动力学的分层图片相一致。
2002-12-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuating Hall resistance defeats the quantized Hall insulator
利用Chalker-Coddington网络模型作为整数量子霍尔物理的一个大大简化但却普适的模型，我们通过实空间重整化方法研究了强磁场下的平台到绝缘体的转变.我们的结果表明，在完全量子相干的情况下，量子化的霍尔绝缘体的R_H约为。在研究分布函数P（R_H）的最概然值时，在R_L ~25 h/e^2处观察到h/e^2。在进一步增加R_L -> \infty时，可以看到具有发散霍尔电阻R_H \propto R_L^kappa的霍尔绝缘体。这两种制度之间的交叉取决于平均程序的精确性质。
2004-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Resistance noise at the metal-insulator transition in thermochromic VO2 films
采用直流磁控溅射法在加热的蓝宝石衬底上制备了热致变色VO 2薄膜，并将其用于制作10 μm宽、100 μ m长的100 nm厚样品。这些样品的电阻在低温半导体相和高温类金属相VO 2之间的“临界”温度Tc附近的温度Ts的50 < Ts < 70 C范围内变化约2000倍。针对Tc附近的电阻噪声提取功率密度谱S（f），并证明了明确的1/f行为。S（10 Hz）/Rs ^2的数据按Rs^x换算，其中Rs是样品电阻; Ts < Tc时噪声指数x为-2.6，Ts > Tc时噪声指数x为+2.6。这些指数可以与Pennetta-Trefan-Reggiani理论[C.佩内塔湾Trefanan和L. Reggiani，Phys. Rev. Lett. 85，5238（2000）]，用于具有由稳态中的随机缺陷产生和修复引起的开关无序的晶格逾渗。因此，我们的工作突出了热致变色VO 2薄膜中Tc周围的半导体和类金属区域的动态特征。
2014-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A New Method for Characterizing Bulk and Surface Conductivities of Three-Dimensional Topological Insulators: Inverted Resistance Measurements
我们介绍了一种新的电阻测量方法，是有用的表征材料的表面和体导电，如三维拓扑绝缘体。这种新型电阻测量配置的传输几何结构由一条电流引线和两条电压引线组成，其中一条电流引线作为闭合回路，将另一条电流引线完全包围在表面上，两条电压引线均放置在回路外部。我们表明，在运输是由材料的表面电导率为主的限制，从这样的运输几何测量的四端电阻是成比例的$σ_b/σ_s^2$，其中$σ_b$和$σ_s$是材料的体和表面电导率，分别。我们称这种新型测量为\textit{inverted resistance measurement}，因为电阻与体电阻率成反比。我们讨论了这种新方法的可能实现，通过对不同的几何形状进行数值计算，并引入策略来提取体和表面电导率。我们还展示了反向电阻测量的SmB $_6$，拓扑近藤绝缘体，使用单面和同轴对齐的双面科尔比诺磁盘运输几何形状。使用这种新方法，我们能够测量体电导率，即使在低温下，其中体电导率比该材料的表面电导率小得多。
2017-10-25 cond-mat.mes-hall
Topological insulator: a new quantized spin Hall resistance robust to dephasing
研究了退相对量子自旋霍尔效应（QSHE）的影响。在没有退相的情况下，QSHE系统中的纵向电阻呈现量子平台。我们发现这些量子平台对正常的退相是稳健的，但与自旋退相脆弱。因此，这些量子平台只存在于介观样品中。此外，纵向电阻随样品长度线性增加，但对样品宽度不敏感。这些特征与最近的实验结果非常一致[science { \bf 318}，766（2007）]。此外，我们定义了一个新的自旋霍尔电阻，也表现出量子平台。特别是，这些平台对任何类型的退相都是稳健的，因此，在宏观样品中存活，更好地反映了QSHE的拓扑性质。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
Floquet Chern Insulators and Radiation-Induced Zero Resistance in Irradiated Graphene
School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院物理学院）
本研究通过圆极化光照射石墨，预测了Floquet Chern绝缘体和由辐射诱导的零电阻状态，揭示了非平衡条件下石墨的新型物态及电导特性。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hyperactivated resistance in TiN films on the insulating side of the disorder-driven superconductor-insulator transition
我们调查的绝缘相，形成在氮化钛薄膜中的无序驱动的超导体-绝缘体转变的附近。在零磁场中，电阻随温度的变化呈现出一系列不同的区域，温度从对数态过渡到激活态，其间存在变程跳跃压缩。在低于2 T的垂直磁场中，热激活制度保持在中间温度，而在超低温下，电阻增加速度比热激活型。这表明导电性的机制发生了变化。我们发现，在较高的磁场下，热激活行为消失，磁阻等温线向接近量子电阻h/e ^2的值饱和。
2009-02-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Granularity Controlled Non-Saturating Linear Magneto-resistance in Topological Insulator Bi2Te3 Films
我们报告的磁输运性质的化学气相沉积生长的互连Bi 2 Te 3纳米片的薄膜。类似于许多其他拓扑绝缘体（TI）材料，这些颗粒状Bi 2 Te 3薄膜表现出线性磁阻（LMR）效应，这最近受到了很多关注。研究了不同粒度的样品，我们发现LMR的大小与薄膜的平均迁移率（μ）在近两个数量级的变化范围内具有普遍的相关性。根据Parish-Littlewood理论，颗粒控制的LMR效应归因于迁移率涨落引起的经典LMR。这些发现对TI和小带隙半导体材料的基本理解和磁阻器件应用都有影响。
2015-12-28 cond-mat.mes-hall
Ballistic geometric resistance resonances in a single surface of a topological insulator
在过去的十年里，拓扑物质的输运已经显示出各种各样的新现象。虽然已经对三维拓扑绝缘体（3D-TI）进行了大量的输运研究，但是由于其低载流子迁移率，对于流行的TI材料，弹道运动的研究以及由此在百纳米尺度上的潜在景观的探索几乎是不可能的。因此，它是未知的螺旋狄拉克电子在TI，绑定到拓扑结构不同的材料之间的界面，可以在纳米尺度上操纵的局部栅极或局部蚀刻区域。在这里，我们施加一个亚微米的周期性电位到一个单一的表面狄拉克电子在高迁移率应变碲化汞（碲化汞），这是一个强大的TI。显著的几何阻力共振构成了3D-TI中弹道效应的首次观察。
2017-08-25 cond-mat.mes-hall
Exchange Field-Mediated Magnetoresistance in the Correlated Insulator Phase of Be Films
我们提出了一个铁磁体和顺磁金属的不同无序之间的邻近效应的研究。薄铍膜沉积到5 nm厚的铁磁绝缘体EuS层上。该双层布置在具有薄层电阻$R\ll R_Q$的低电阻Be膜中诱导几特斯拉的交换场$H_{ex}$，其中$R_Q=h/e^2$是量子电阻。我们发现，$H_{ex}$生存在非常高的电阻膜，事实上，似乎是相对不敏感的被障碍。我们利用这一事实，以产生一个巨大的低场磁电阻的相关绝缘体相的Be薄膜与$R\gg R_Q$。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall
On the accuracy of conductance quantization in spin-Hall insulators
与普通的量子霍尔效应相比，在典型的量子自旋霍尔实验中，弹道螺旋边缘通道的电阻是非零的、可加的和量子化程度低的。在这里，我们提出了一个简单的参数连接这个定性的差异与自旋弛豫的电流/电压引线在实验相关的多终端酒吧的几何形状。有限的引线电阻和自旋弛豫都有助于非零的四端边缘电阻，解释了差的量化质量。我们发现，在强自旋弛豫的极限四端和两端电阻的修正是相反的符号，使自旋弛豫电阻的测量是可行的，并估计在碲化汞量子阱的效果的大小。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Zero-Resistance States Induced by Electromagnetic-Wave Excitation in GaAs/AlGaAs Heterostructures
我们报道了在大填充因子限制下，在低磁场下，在超高迁移率GaAs/AlGaAs异质结构器件中，由电磁波激发引起的新颖零电阻态的检测，$B$。在$B = [4/(4j+1)] B_{f}$附近观察到消失电阻，其中$B_{f} = 2π\textit{f}m^{*}/e$，其中m $^{*}$为有效质量，e为电荷，\textit{f}为微波频率。该效应的依赖性被报告为\textit{f}、温度和功率的函数。
2004-07-14 cond-mat.mes-hall
Weak Field Hall Resistance and Effective Carrier Density Through Metal-Insulator Transition in Si-MOS Structures
通过金属-绝缘体转变，研究了不同迁移率的Si-MOS结构中二维电子层的弱场霍尔电压。在过渡金属一侧的临界密度附近，我们发现霍尔电压与其经典值有微弱的偏差（约6- 20%）。该偏差与对角电阻率rho_{xx}（T）的强温度依赖性无关。在迁移率最高的样品中发现R_{xy}的最小偏差，其对角电阻率ρ_{xx}随温度的变化最大（5倍）。
1999-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Robust axion insulator and Chern insulator phases in a two-dimensional antiferromagnetic topological insulator
二维（2D）材料中的非平凡拓扑结构和磁性之间的复杂相互作用导致了许多新现象和功能的出现。一个突出的例子是量子反常霍尔（QAH）效应，它是在没有磁场的情况下在磁掺杂拓扑绝缘体中实现的。最近，层状范德华化合物MnBi_2Te_4被理论预测和实验验证为具有层间反铁磁（AFM）有序的TI。它是一种罕见的拓扑和磁性共存的化学计量材料，因此代表了复杂拓扑-磁性结构的完美构建块。在这里，我们研究了场效应晶体管几何结构中块体晶体和剥落的MnBi 2 Te 4薄片的量子输运行为。在6七层（SL）设备调谐到绝缘制度，我们观察到一个大的纵向电阻和零霍尔平台，这是轴子绝缘体状态的特点。在零磁场、宽磁场范围和相对高的温度下，都能出现强的轴子绝缘体状态。此外，一个中等的磁场驱动量子相变从轴子绝缘体相到陈绝缘体相具有零纵向电阻和量子化霍尔电阻h/e2（h是普朗克常数和e是元素电荷）。这些结果为利用偶数阶半导体MnBi_2Te_4实现凝聚态系统的量子化拓扑磁电效应和轴子电动力学奠定了基础。
2020-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrical detection of current generated spin in topological insulator surface states: Role of interface resistance
由于自旋-动量锁定，最近已经使用铁磁体/隧道势垒接触检测到拓扑绝缘体（TI）表面状态中的电流产生的自旋极化，其中TI自旋到铁磁体的磁化上的投影被测量为电压。然而，相反的符号的自旋电压已被报道，这已暂时归因于平凡的二维电子气状态的共存的TI表面上可能表现出相反的电流诱导极化比TI狄拉克表面状态。已经提出了基于电化学势的模型，以确定预期的TI表面状态的自旋电压的符号。然而，这些模型忽略了关键的实验参数，这些参数也会影响测量的符号。在这里，我们提出了一个莫特双自旋电流电阻模型，它考虑到这些参数，如自旋相关的界面电阻，并表明，这样的夹杂物可以导致交叉的电压电位分布的自旋向上和自旋向下的电子在通道内，这可能会导致测量的自旋电压的任何一个符号。这些研究结果提供了一个解决方案的持续争议的相反迹象的自旋信号在文献中报道，并强调了包括现实的实验参数的模型的重要性。
2019-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-controlled semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure
我们报道了半金属InAs/GaSb异质结构到拓扑绝缘体的栅控转变。通过降低带反转的程度与前和背栅电压引起的过渡。纵向电阻峰的温度依赖性表明，随着栅极电场的增加，体区域中的能隙打开。体传导的抑制和过渡到一个拓扑绝缘体确认使用双锁定技术，这使我们能够严格比较不同的电流路径的样品中的电压分布，而不受随时间变化的电阻波动的影响的非局部电阻测量。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall
Charge transfer between a superconductor and a hopping insulator
我们发展了一个超导体和跳跃绝缘体之间的低温电荷转移理论。我们表明，电荷转移是由相干的两个电子-库珀对转换过程，时间反转反射，电子隧道进入超导体从位于界面附近的跳跃绝缘体的局域态，并计算相应的界面电阻。该过程类似于传统的Andreev反射过程。我们表明，时间反转界面电阻是实验上可访问的，并且在介观结构中，它可以超过体跳跃电阻。
2005-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anomalous Energy Transport across Topological Insulator Superconductor Junctions
本文用散射波方法导出了拓扑绝缘体/超导体结界面热流公式，研究了结中的非平衡能量输运。发现了一些反常的热性质，如热能的克莱因隧穿、非对称Kapitza电阻和负微分热阻。我们期望这些发现可以在各种杂化介观系统的能量控制中有潜在的应用。
2013-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Gate electrode-induced nonreciprocal resistance in topological insulators
本文研究拓扑绝缘体中栅电极与高源漏电流导致的寄生非互易电阻，理论结合实验证明其可模仿磁手性各向异性，强调探测本征效应时须排除栅极影响。
2025-03-17 cond-mat.mes-hall
Geometric Effect on Quantum Anomalous Hall States in Magnetic Topological Insulators
磁性拓扑绝缘体（MTIs）中的量子反常霍尔效应（QAHE）的一个有趣的观察是耗散的边缘态，其中量子化的霍尔电阻伴随着非零的纵向电阻。我们用三维紧束缚模型和非平衡格林函数方法数值研究了量子热效应在MTIs中的耗散行为。研究发现，在洁净样品中，探测电极与MTI样品之间的几何失配导致了中心霍尔条的附加散射，这类似于传统霍尔效应中的分裂栅效应。结果，虽然霍尔电阻保持量子化，但由于这种额外的散射，纵向电阻偏离零。研究还表明，外加磁场和无序散射可以抑制纵向电阻的耗散。这些结果与以前的实验观察结果吻合得很好，并为QAHE器件的制造提供了见解。
2018-04-24 cond-mat.mes-hall
Nonequilibrium Dynamics of Gating-Induced Resistance Transition in Charge Density Wave Insulators
University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究通过非平衡动力学模拟揭示了门控诱导电荷密度波绝缘体中电阻转变的机制，发现阈值偏压驱动绝缘体到金属态的突变转变。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Experimental Observation of the Quantum Anomalous Hall Effect in a Magnetic Topological Insulator
量子化版本的反常霍尔效应已被预测发生在磁性拓扑绝缘体中，但实验实现一直具有挑战性。本文报道了在磁性拓扑绝缘体Cr掺杂（Bi，Sb）2 Te 3薄膜中观察到的量子反常霍尔（QAH）效应。在零磁场下，门极调谐的反常霍尔电阻达到了预测的量子化值h/e^2，同时纵向电阻显著下降。在强磁场下，纵向电阻消失，而霍尔电阻保持在量子化值。QAH效应的实现可能导致低功耗电子器件的发展。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall
Spatio-temporal dynamics of voltage-induced resistance transition in the double-exchange model
我们提出了多尺度动力学模拟的电压诱导绝缘体到金属的双交换模型，一个典型的例子巡回磁铁和相关电子系统的转变。通过结合非平衡格林函数方法和大尺度Landau-Lifshitz-Gilbert动力学，我们证明了从反铁磁绝缘体到低阻态的转变是由阳极薄铁磁导电层的成核引发的.分离两相的金属-绝缘体界面然后被电压应力朝向相对电极驱动，从而产生生长的金属区域。我们进一步表明，初始的转变动力学是很好地描述了Kolmogorov-Avrami-Ishibashi模型的有效空间维度，取决于所施加的电压。我们的研究结果的影响，在巨大的磁阻材料的电阻开关进行了讨论。
2021-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Double-Carrier Fitting of Hall Resistance Assisted by Gate-Induced Shubnikov-de Haas Oscillations in Possible Excitonic Insulator Ta2Pd3Te5
School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；Hangzhou Key Laboratory of Quantum Matter, School of Physics, Hangzhou Normal University（杭州师范大学物理学院量子物质杭州市重点实验室）
本研究通过门诱导的肖布尼科夫-德哈斯振荡辅助，实现了Ta2Pd3Te5中霍尔电阻双载流子拟合的可靠方法，并提供了兴奋子绝缘体状态的新证据。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall
Electromagnetic coupling and transport in a topological insulator-graphene hetero-structure
本研究针对拓扑绝缘体-石墨烯异质结构的电磁耦合问题，分析了拓扑绝缘体的磁电极化率拓扑效应与相对介电常数，在有限低温下对含低浓度电离杂质的石墨烯电导率的作用，为新型器件研发提供理论参考。
2023-01-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlocal transport in a hybrid two-dimensional topological insulator
研究了由注入器和探测器组成的H型二维HgTe/CdTe量子阱中的非定域电阻，注入器和探测器都可以在量子自旋霍尔或金属自旋霍尔区进行调谐.由于HgTe/CdTe量子阱中存在强的自旋-轨道相互作用，因此在量子阱中存在自旋霍尔效应和非局域电阻。我们发现当探测器和注入器都处于量子自旋霍尔区时，非局域电阻量子化在$0.25\frac{h}{e^2}$，这对弱无序散射和小磁场是鲁棒的。当超过这个区域时，非局域电阻迅速减小，并受到无序和磁场的强烈抑制。在强磁场作用下，量子自旋霍尔区将转变为量子霍尔区，非局域电阻将消失。HgTe/CdTe量子阱特殊的能带结构产生了非局域信号，这种非局域信号在不同杂化区域的表现形式可以看作是二维拓扑绝缘体中螺旋量子自旋霍尔边缘态的指纹。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Sharp Superconductor-Insulator Transition in Short Wires
最近的实验表明，短的钼锗纳米线的正常状态的电阻调整，具有$R_c\approx R_Q= h/(4e^2)$的临界电阻的急剧的超导体-绝缘体的转变。这些结果与约瑟夫森类系统的广泛理论工作不一致，约瑟夫森类系统预测平滑过渡，由分流结的电阻值调整。我们发展了一个自洽的重整化群处理相互作用的相位滑移和他们的对偶对应物，相关的库珀对隧道，超越稀释近似。该分析导致临界电阻为$R_Q$的非常急剧的转变。在有限温度下，准粒子电阻的加入导致与实验结果定量一致。这种自洽的重整化群方法也应该适用于其他物理系统，可以映射到类似的sine-Gordon模型，在以前无法访问的中间耦合制度。
2007-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Confinement-Induced Chiral Edge Channel Interaction in Quantum Anomalous Hall Insulators
在量子反常霍尔（QAH）绝缘体中，内部是绝缘的，但电子可以沿着称为手性边缘通道（CEC）的一维导电路径以零电阻行进。这些CEC已被预测为局限于一维（1D）的边缘和指数衰减的二维（2D）的散装。在这项工作中，我们提出了一个系统的研究结果QAH设备中形成的霍尔条几何形状的不同宽度。在电荷中性点处，QAH效应在宽度仅为~72 nm的霍尔条器件中持续存在，这意味着CEC的本征衰减长度小于~36 nm。在电子掺杂区，当样品宽度小于1 μ m时，霍尔电阻迅速偏离量子化值。我们的理论计算表明，窄QAH样品中量子化霍尔电阻的偏离源于QAH绝缘体中无序诱导体态介导的两个相对CEC之间的相互作用，这与我们的实验观察一致。
2022-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall effect in n-p-n and n-2D Topological Insulator-n junctions
我们研究了HgTe阱中的量子化输运，该阱具有对应于局部控制密度的二维拓扑绝缘体相（2D TI）的反转能带结构，允许n-p-n和n-2D TI-n结。电阻揭示了在强垂直磁场存在下n-p-n区域中的分数平台$2h/e^{2}$。我们发现，在n-2D TI-n区域，电阻的平台并不普遍，而是由手征边缘模和螺旋边缘模之间的界面处的边缘态平衡引起的。给出了描述n-2D TI-n区电阻量子化的简单模型。
2013-02-14 cond-mat.mes-hall
Probing the minigap in topological insulator-based Josephson junctions under radio frequency irradiation
近年来，人们发展了一种接触电阻测量方法来检测三维拓扑绝缘体表面约瑟夫森结中的小间隙，从而检测Andreev束缚态。在这项工作中，我们进一步推广该方法的情况下，与射频（rf）照射。我们发现，随着射频功率的增加，测得的minigap变宽，并延伸到更高的能量，在某种程度上类似于射频功率的Shapiro台阶区域的外边界的依赖性。我们发现，用反向分流约瑟夫森结模型（RSJ模型）和Blonder-Tinkham-Klapwijk（BTK）理论可以很好地解释射频辐照下的接触电阻数据。我们的研究结果可能是有用的，当使用的接触电阻测量方法来研究的马约拉纳相关的物理在拓扑绝缘体为基础的约瑟夫森结在射频辐照下。
2019-08-14 cond-mat.mes-hall
RF Transport Electromagnetic Properties of CVD Graphene from DC to 110 MHz
我们报告测量的射频（RF）传输的电磁性能的化学气相沉积（CVD）石墨烯在DC至110 MHz的频率范围内，在室温下。将Si/SiO2衬底上的石墨烯安装在屏蔽的四端子对（4 TP）适配器中，该适配器能够直接连接到校准的精密阻抗分析仪以进行测量。在40 Hz下，观察到DC四探针电阻和4 TP电阻的良好一致性，两者均产生R ~ 104 Ω。一般而言，发现表观石墨烯通道电磁特性受到衬底寄生电容和电阻的强烈影响，特别是对于高频f > 1 MHz。提出了一种现象学集总参数等效电路模型，该模型与石墨烯4 TP阻抗器件在所施加的传输交流电的频率范围的大约七十倍上的频率响应相匹配。基于该模型，首次示出了4 TP器件的本征石墨烯沟道电阻是频率无关的（即无耗散的），其中RG约为105 Ω或薄层电阻约为182 Ω / sq。发现器件的寄生衬底阻抗为RP ~ 2.2 Ω的并联RG与CP ~ 600 pF串联。这些结果表明，我们的新RF 4 TP方法与传统的DC四探针方法在测量单原子厚材料的本征薄层电阻方面具有良好的一致性，并且可能在RF电子学中开辟新的应用，基于石墨烯4 TP器件的AC量子霍尔效应计量和传感器在宽频率范围内工作。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant longitudinal negative magneto-resistance under perpendicular magnetic field in Bi$_{2-x}$Fe$_x$Se$_{3-x}$S$_x$ Topological insulators
研究了Fe和S共掺杂Bi 2Se 3的磁性、磁输运和ARPES。随着掺杂浓度的增加，磁电阻（MR）逐渐减小，在一定的掺杂浓度下，观察到巨负MR，并持续到室温。磁性测量结果表明，Fe掺杂诱导铁磁有序时，观察到负MR。磁有序可以归因于RKKY相互作用。随着掺杂浓度的增加，正的磁电阻再次出现，这可能是由于自旋-轨道耦合的关闭导致非平凡体态的破坏，从而降低了FM有序性。这实际上使导带与Fe自旋去杂交。ARPES数据还表明，超过临界掺杂浓度（x>0.09），非平凡体态被完全破坏。
2019-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Universal scaling, beta function, and metal-insulator transitions
基于三维Anderson跃迁（有和无磁场）、二维量子Hall平台到绝缘体跃迁的数值结果，以及最近发现的二维金属-绝缘体跃迁的实验数据，我们证明了金属-绝缘体跃迁量子临界区纵向电阻的普遍标度形式.相关的反射对称性和一个特殊的对数形式的β函数存在于一个很宽的范围内，其中电阻可以改变一个以上的数量级。有趣的二维金属-绝缘体过渡的影响进行了讨论。
1999-02-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Metal-Insulator transition in 8-Pmmn Borophene under perpendicular incidence of electromagnetic radiation
本文在不使用微扰技术的情况下，研究了电磁波垂直入射下8-Pmmn硼化物电子载流子的能谱问题。这使得研究非常强的领域的影响。为了得到谱和波函数，依赖于时间的狄拉克方程通过使用随波的时空锥移动的框架来求解，即，通过将方程转化为波相的常微分方程，得到电子波准粒子。由此分析了强场的极限情况，得到的本征函数服从广义Mathieu方程，即，经典的参数摆。能谱呈现带，并且在费米能处存在能隙。间隙是由于与电磁场同相的电子的时空衍射，即，硼化物中的电子在强电磁辐射下获得有效质量
2018-10-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Reflectionless Transport of Surface Dirac Fermions on Topological Insulators with Induced Ferromagnetic Domain Walls
研究了三维拓扑绝缘体上表面狄拉克费米子的性质。我们提出了一个精确的分析处理的频谱，束缚态和畴壁电阻的扩展通用畴壁与面内和面外磁化。在后一种情况下，我们发现振荡的畴壁电阻作为壁的宽度和一定的宽度的反射的所有传入的动量完全没有的函数。令人惊讶的振荡和无反射电位的发生可能与表面狄拉克哈密顿量的超对称性结合畴壁轮廓。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Chiral edge state coupling theory of transport in quantum anomalous Hall insulators
针对量子反常霍尔实验中霍尔电阻量子化但霍尔电导非量子化、纵向电阻随磁场指数衰减的矛盾，本文提出手性边缘态耦合理论，并解释磁性拓扑绝缘体与莫尔超晶格体系的实验结果。
2023-07-17 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in 2D: resistance in the critical region
本文的目的是强调几个问题，这是最关键的理解的“金属-绝缘体过渡”在二维。本文讨论了解释高迁移率硅MOSFET实验结果中的一些常见问题。我们分析了用于确定金属-绝缘体转变时电子临界密度的概念和方法。特别是，我们讨论的电阻率的温度依赖性的起源和这种依赖性的原因，在金属-绝缘体过渡附近的一些电子密度变平。最近有人提出，这种平坦化表示一种真正的量子相变。我们提出了另一种解释这一结果，并证明了我们的主张与实验数据的一致性。与这种转变有关的一个主要问题是，金属态是否与传统的无序费米液体在性质上不同。我们分析了赞成肯定和否定回答这个问题的论点，并得出结论，积累到目前为止的实验结果并没有提供令人信服的证据，为新的物质状态，其特征在于金属类剩余导电性。我们还详细讨论了电子温度的测量和控制;这些问题对于解释低温实验数据至关重要。
2000-04-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
External Control of a Metal-Insulator Transition in GaMnAs Wires
从理论上研究了无序铁磁（III，Mn）V半导体中的量子输运。介观线表现出安德森无序诱导的金属-绝缘体转变，可以通过弱的外部磁场控制。这种金属-绝缘体转变也应该发生在具有大的各向异性磁阻效应的其他材料中。这一转变对于零温量子临界相变和材料基本性质的研究是有用的。
2008-08-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-species percolation and Scaling theory of the metal-insulator transition in two dimensions
最近，一个简单的非相互作用的电子模型，结合局部量子隧穿通过量子点接触和全球经典渗流，已被引入，以描述观察到的“金属-绝缘体过渡”在两个维度[1]。在这里，基于该模型，一个两种渗流标度理论的介绍和实验数据进行比较。这个模型中的两种物质，一方面是临界能量低于费米能的“金属”点接触，另一方面是绝缘量子点接触。结果表明，该模型能很好地解释实验中金属侧电阻与温度的指数关系、指数与密度的线性关系、临界电阻的$e^2/h$标度、平行磁场对金属相的淬灭以及临界密度与垂直磁场的非单调关系等现象.此外，诸如电阻对温度的非单调依赖性或电阻与平行磁场的拐点等细节也是该理论的自然结果。计算的临界密度与平行场的关系与实验结果吻合得很好，并用于推导垂直方向的束缚能的实验值。它还表明，在“金属”侧的电阻可以随温度降低的退化制度（$T\lesssim E_F$）中的任意因子。
1999-12-23 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantized Hall insulator in the quantum critical regime of the two-dimensional electron gas
本文研究了量子临界区二维电子气平台-绝缘体相变附近的霍尔电阻$R_H$。在临界场$B_c$为17.2 T的低迁移率InGaAs/InP异质结构上进行的高场磁输运数据表明，当$T \to 0$时，霍尔电阻$R_H$在接近临界填充分数（$ν_c$ = 0.55）的$h/e^2$处量子化。通过利用从磁输运数据中提取的通用标度函数，我们表明，$R_H$在绝缘相的极限$T \to 0$是在$h/e^2$量子化的标度参数$Δν/(T/T_0)^κ$与$Δν= ν- ν_c$的所有值。然而，作为$Δν$（或磁场）的函数，霍尔电阻在所有值$ν< ν_c$的极限$T \to 0$中发散。
2006-10-05 cond-mat.mes-hall
Transport in disordered two-dimensional topological insulator
实验研究了与二维拓扑绝缘体相关的“倒置”半导体碲化汞量子阱在扩散输运区的输运性质。我们在没有磁场的情况下进行非局域电测量，并观察到由于边缘状态而产生的大信号。结果表明，边缘态可以传播超过1mm的距离，因此，在拓扑绝缘体中，局域和非局域电测量没有差别。在面内磁场的存在下，我们发现局部电阻的强烈下降和非局部电阻的完全抑制。我们将这一观察归因于面内磁场诱导的拓扑绝缘体和体金属之间的转变。
2011-06-09 cond-mat.mes-hall
Low-Frequency Current Fluctuations in Graphene-like Exfoliated Thin-Films of Topological Insulators
本文报道了硒化铋拓扑绝缘体薄膜中的低频电流波动和电子噪声。通过石墨烯类机械剥离制备的膜，并用作四接触和两接触装置中的电流传导通道。电阻对膜厚的依赖性分析表明，在我们的样品中，表面对电导的贡献占主导地位。确定了电流波动在1至10 kHz的频率范围内具有接近纯1/f的噪声谱（f是频率）。当通道电阻从~10^3欧姆变化到10^5欧姆时，被测薄膜的相对噪声幅度S/I^2从~ 5 × 10 ^-8增加到5 × 10 ^-6（1/Hz）。所获得的噪声数据是重要的了解电子输运通过表面和体积的拓扑绝缘体，并提出了这类材料的应用。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Influence of Device Geometry on Transport Properties of Topological Insulator Microflakes
在拓扑绝缘体的输运研究中，由于样品制备方便和容易获得高载流子迁移率，通常使用从大块单晶剥离的微片。在这里，基于有限元分析，我们表明，对于非霍尔棒形的拓扑绝缘体样品，测得的四点电阻可以大大修改的样品的几何形状，体积和表面介电常数，和磁场。为了准确地将四点电阻转换为纵向电阻率和霍尔电阻率，必须引入几何校正因子。非均匀电流密度分布的磁场依赖性可导致显著的正磁阻和非线性霍尔效应，这在理想霍尔棒几何形状的样品中不存在。
2021-10-29 cond-mat.mes-hall
Superconductivity and Superconductor-Insulator Transition in Single Crystal Sb2Te3 Nanoflakes
本文报道了厚度为7 ~ 50 nm的拓扑绝缘体单晶$Sb2Te3$纳米片的输运性质。电阻的急剧下降出现在聚$Sb2Te3$纳米片中的$3K$附近，在纳米片中观察到了二维无序超导体系的磁场诱导超导体绝缘体转变.结果表明，一定的最佳无序度的存在是出现超导性的必要条件.磁致超导体的温度依赖性与超导体的温度依赖性有关.在低场下，当$B < BC$ .
2016-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
