Robust topological insulator surface conduction under strong surface disorder
拓扑绝缘体的特点是在其外边界上有特殊保护的传导。我们发现，2-D拓扑绝缘体（也陈氏绝缘体）所表现出的保护边缘导电是独立的非磁性边界无序。特别是，即使当边缘状态的不均匀性破坏了能量和动量之间的特征线性狄拉克关系时，位于体隙内部的边缘状态仍然是导电的。边界无序对带隙内态的主要影响是降低费米速度，增加态密度，如果自旋守恒，则将态拉入无序区，并且在非常大的无序下将态移动到无序边缘和干净体之间的边界。这些效果，这可能是有用的设备工程，控制无序的边缘和散装带之间的共振。共振的能量由体带宽度设定;带隙边缘态的平面波特性的保护由体带宽度控制，而不是体带隙。
2013-05-17 cond-mat.mes-hall
Intrinsic magnetoresistance in metal films on ferromagnetic insulators
我们预测了正常金属中界面Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应|铁磁绝缘双层它取决于电流和磁化方向之间的角度，与由自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的组合作用引起的“自旋霍尔磁阻”机制相同。由于相同的现象，不清楚Nakayama等人报告的磁阻是体金属效应还是界面效应。界面Rashba感生磁电阻可以通过其对金属膜厚度的依赖性而与体金属自旋霍尔磁电阻区分开。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Quantum phase transitions of a disordered antiferromagnetic topological insulator
我们研究了静电无序对三维反铁磁绝缘体（具有交错磁化的量子反常霍尔层堆叠）电导率的影响。相图包含的区域中，无序的增加首先导致表面导电的外观（通过拓扑相变），其次是体导电的外观（通过金属-绝缘体过渡）。导电的表面状态是稳定的有效的时间反转对称性，是打破局部的混乱，但恢复长的长度尺度。一个简单的自洽玻恩近似可靠地定位这个所谓的“统计”拓扑相的边界。
2013-10-03 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of edge states of a two-dimensional topological insulator
发展了二维拓扑绝缘体边缘态的磁电阻理论。磁场违反了时间反演不变性。磁阻的产生是由于平行于样品表面的磁场打开的能隙。杂质和磁场的联合作用引起边缘电子的背散射。虽然杂质是散射所必需的，但是与杂质的足够强的相互作用强相互作用导致反向散射的抑制。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall
Spin-charge transport driven by magnetization dynamics on disordered surface of doped topological insulators
利用格林函数方法，研究了掺杂三维拓扑绝缘体/磁性绝缘体结无序表面上的自旋、电荷产生和电子输运.我们发现掺杂拓扑绝缘体的无序表面上的自旋杂质散射不仅由局域磁化动力学引起，而且由非局域磁化动力学引起。我们还澄清了自旋电流以及电荷密度诱导的空间非均匀磁化动力学，和自旋电流扩散传播的无序表面上。利用这些结果，我们讨论了自旋和自旋流在表面产生前后的局域和非局域自旋力矩，并提供了一个检测自旋流的方法。
2015-05-01 cond-mat.mes-hall
Modification and Control of Topological Insulator Surface States Using Surface Disorder
我们数值演示了一个实用的手段，系统地控制拓扑输运的三维拓扑绝缘体的表面上，通过引入强无序层的深度$d$向内延伸的拓扑绝缘体的表面。研究了态密度、电导、散射时间、散射长度、扩散常数和平均费米速度对$d$的依赖关系。所提出的控制通过无序深度$d$要求的无序强度是附近的大值，这是必要的驱动TI到非拓扑阶段。如果使用掩模、栅极、离子注入等来图案化$d$，则可以制造集成电路。这一技术将有助于实验和器件工程。
2015-05-16 cond-mat.mes-hall
Disordered topological metals
当存在无序时，拓扑行为可以被掩盖。拓扑绝缘体，无论是本征的还是相互作用诱导的，当充分无序时可以变成无带隙的。然而，一旦拓扑间隙关闭，出现的金属相保留了几个拓扑特征。通过考虑拓扑绝缘体的自洽无序平均格林函数，导出了无间隙的条件。我们发现，边缘状态生存在无隙相边缘共振，类似于掺杂的拓扑绝缘体，无序拓扑金属也有一个有限的，但非量子化的拓扑指数。然后我们考虑无序Mott拓扑绝缘体。我们表明，在平均场论，无序莫特拓扑绝缘体承认一个阶段，其中的破缺序参量保持非零，但间隙是封闭的，在完全类似于“无间隙超导”由于磁无序。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
Topological Phase Transitions in Disordered Electric Quadrupole Insulators
研究了量子化电四极绝缘体中无序驱动的拓扑相变。我们表明，手征对称性可以保护的四极矩$q_{xy}$的量化，这样的高阶拓扑不变量是定义良好的，即使当无序已经打破了所有的晶体对称性。此外，非零的$q_{xy}$和随之而来的角落模式可以诱导从平凡的绝缘相的无序，保持手征对称性。这种拓扑相变的临界点是由扩展的边界状态的发生，即使在强无序的存在下。我们提供了一个系统的表征这些无序驱动的拓扑相变从体积和边界的描述。
2020-08-02 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations in disordered 2D topological insulator wires: From quantum spin-Hall to ordinary quantum phases
杂质和缺陷在拓扑绝缘体（TI）中普遍存在，因此理解无序对电子输运的影响是重要的。我们用Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）哈密顿量和实际参数计算了无序二维TI线的随机电导涨落$P(G)$的分布。正如我们所展示的，无序驱动TI进入不同的区域：金属（M），量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）和普通绝缘体（OI）。通过改变无序强度和费米能，我们在整个相图上解析和数值计算$P(G)$。电导涨落遵循么正普适类$β=2$的统计规律。然而，在强无序和高能量下，涨落$δG$的大小达到正交对称类（$β=1$）的普适值。在QSHI-M和QSHI-OI交叉点，边缘态和体态之间的相互作用在电导的统计特性中起着关键作用。
2018-02-12 cond-mat.mes-hall
Topological Insulator in the Presence of Spatially Correlated Disorder
我们研究了空间相关无序对二维拓扑绝缘体的影响以及对这些系统中螺旋边缘态引起的量子自旋霍尔效应的影响。我们的工作扩大了以前的调查，发现不相关的障碍，可以诱导一个非平凡的阶段称为拓扑安德森绝缘体（TAI）的范围。在这些研究的扩展中，我们发现，在障碍中的空间相关性可以完全抑制TAI相的出现。我们发现，这种现象与量子渗流过渡和量化它通过推广现有的有效介质理论的情况下，相关的无序势。这个理论的预测与我们的数值计算结果吻合得很好，可能对未来的实验至关重要。
2013-07-12 cond-mat.mes-hall
Defect induced negative magnetoresistance and surface state immunity in topological insulator BiSbTeSe2
拓扑绝缘体的两个显著特征是不存在背散射和存在弱反局域化。我们发现，在低于50 K的温度下，缺陷的引入导致在拓扑绝缘体BiSbTeSe 2中出现对磁电阻的负贡献。我们的分析表明，负磁电阻起源于引入无序所产生的缺陷态密度的增加，这使得表面态不受影响。我们发现随着温度的升高，负磁阻贡献的幅度减小，并且拓扑表面态对外部无序的鲁棒性增强。
2015-05-31 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a quasicrystal lattice
基于最近实验上实现的拓扑Anderson绝缘体和对拓扑准晶晶格的研究兴趣，我们研究了无序对二维Penrose型准晶晶格拓扑性质的影响，该准晶晶格在干净极限下支持量子自旋Hall绝缘体（QSHI）和正常绝缘体（NI）相.结果表明，螺旋边缘态的QSHI相位是强大的弱无序。最显著的是，发现无序可以诱导准晶体系统中的NI相到QSHI相的相变。基于双端器件的数值计算结果表明，在中等的Anderson无序强度下，NI相的能隙内可以出现量子化的电导平台。进一步证实了无序诱导量子化电导平台的局域电流分布位于样品的两个边缘。最后，我们通过计算无序平均自旋Bott指数，确定了这种无序诱导相为拓扑Anderson绝缘体相。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Magnetoexcitons and optical absorption of bilayer-structured topological insulators
从理论上研究了强磁场作用下拓扑绝缘体中磁激子的光吸收特性。在非相互作用和库仑朗道能级内相互作用情况下，得到了光吸收选择定则的一般解析公式，该公式有助于解释吸收光谱中的共振峰和相应的Dirac型磁激子的形成.我们还讨论了朗道能级间库仑相互作用下磁激子的光吸收谱，这将变得更加复杂。我们的结果可以在磁光实验中得到验证。
2012-04-18 cond-mat.mes-hall
Algebraic and Geometric Mean Density of States in Topological Anderson Insulators
无序系统的代数平均态密度和几何平均态密度可以揭示电子局域化的性质。为了更好地理解二维无序拓扑相，我们计算了无序Bernevig-Hughes-Zhang模型的态密度。拓扑相位的特点是由一个完美的量子化的导电平台，进行螺旋边缘状态，在一个双端设置。在无序的存在下，拓扑相的主体是带绝缘体或安德森绝缘体。它们都可以保护边缘态不受后向散射的影响。根据代数平均态密度与几何平均态密度的比值，明确区分了拓扑相是拓扑带绝缘体还是拓扑Anderson绝缘体。计算表明，拓扑安德森绝缘体可以诱导从一个拓扑平凡的带绝缘体或拓扑非平凡的带绝缘体的无序。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Finite frequency magnetoelectric response of three dimensional Topological Insulators
当探测场的频率远小于由扰动引起的表面间隙时，在表面附近具有时间反演对称性破缺扰动的拓扑绝缘体呈现出量子化的磁电响应。在这项工作中，我们描述了固有的有限频率磁电响应的拓扑绝缘体的顺序和大于表面间隙的频率，包括实验相关的情况下，该系统是金属的。这种反应影响物理可观测量，并将引起新的有限频率现象的内在拓扑起源。
2012-08-21 cond-mat.mes-hall
Superfluidity and effective mass of magnetoexcitons in topological insulator bilayers: Effect of inter-Landau-level Coulomb interaction
从理论上研究了拓扑绝缘体双层膜中磁激子的有效质量和超流态-正常相变温度。对朗道能级内库仑相互作用进行微扰处理，由此解析地讨论了有效磁激子质量。通过对哈密顿量进行更精确的数值对角化，引入朗道能级间库仑相互作用，对磁激子的性质进行了重要的修正，特别是磁激子有效质量的显著降低和超流正常相变温度的提高.
2012-05-24 cond-mat.mes-hall
Anisotropic magnetoresistance in topological insulator Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe heterostructures
拓扑绝缘体由绝缘体态和时间反转对称保护的二维表面态组成。表面态的特征之一是电子动量和自旋取向之间的锁定。本文报道了拓扑绝缘体Bi 1.5Sb 0.5Te 1.8Se 1.2/CoFe异质结构中一种新的面内各向异性磁电阻效应。为了解释这种新的效应，我们提出Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe异质结构由于自旋动量锁定而形成自旋阀或巨磁电阻器件。这种新型的面内各向异性磁电阻效应可以解释为Bi1.5Sb0.5Te1.8Se1.2/CoFe异质结构的巨磁电阻效应。
2012-12-20 cond-mat.mes-hall
Strong magneto-optical effects due to surface states in three-dimensional topological insulators
我们发现三维拓扑绝缘体薄膜如Bi $_2$ Se $_3$或Bi $_2$ Te $_3$在横向磁场中可以表现出很强的线性和非线性磁光效应。特别地，可以实现入射太赫兹或中红外辐射的几乎完全圆偏振和有效的四波混频。
2014-11-05 cond-mat.mes-hall
Floquet topological insulator phase in a Weyl semimetal thin film with disorder
研究了周期场和无序度对Weyl半金属薄膜拓扑性质的影响。这两个周期场，即，分别讨论了周期磁场和椭圆偏振光的情况。利用Floquet理论，我们发现这两种周期驱动都能共振诱导从正常绝缘体（NI）相到Floquet拓扑绝缘体（FTI）相的拓扑跃迁. Floquet拓扑变换的特征是Chern数的变化。此外，我们表明，Floquet拓扑跃迁可以解释的量子阱近似和旋转波近似的组合。在周期场作用下的无序Weyl半金属薄膜模型中，计算了表征拓扑相的Bott指数。发现FTI相位对弱无序是稳健的，而对强无序强度是崩溃的。有趣的是，我们发现，无序也可以诱导从拓扑平凡相到FTI相的拓扑转变，建立Floquet拓扑安德森绝缘体（FTAI）相。最后，基于玻恩近似的有效介质理论进一步证实了数值结果。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
Giant Magneto-optical Kerr Effect and Universal Faraday Effect in Thin-film Topological Insulators
当拓扑绝缘体的时间反演对称性被破缺时，它会表现出很强的磁电效应。本文研究了与铁磁体弱交换耦合的拓扑绝缘体薄膜的磁光克尔效应和法拉第效应。我们发现它的法拉第旋转在低频有一个普适值，$θ_{\mathrm{F}} = \mathrm{tan}^{-1}\,α$，其中$α$是真空精细结构常数，它有一个巨大的克尔旋转$θ_{\mathrm{K}} = π/2$。这些性质来自于薄膜腔限制和拓扑绝缘体的螺旋准粒子的表面霍尔电导率之间的微妙相互作用。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Bilinear magnetoresistance in topological insulators: role of magnetic disorder
双线性磁电阻是一种非线性输运现象，其与电场和磁场成线性比例，并且出现在具有强自旋-轨道耦合的超导系统中，例如拓扑绝缘体（TI）。利用半经典Boltzmann理论和广义弛豫时间近似，详细研究了三维拓扑绝缘体表面态的有效模型中的双线性磁电阻效应.我们表明，磁性杂质的存在下显着修改的BMR信号。一般来说，磁性杂质上的散射会降低BMR的大小。除此之外，当杂质势的自旋相关分量占主导地位时，BMR的角度依赖性出现了额外的调制。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall
Disorder induced 2D metal-insulator transition in moiré transition metal dichalcogenide multilayers
我们开发了一个最小的理论，最近观察到的金属-绝缘体转变（MIT）在二维（2D）莫尔多层过渡金属二硫属化物（mTMD）使用库仑无序在环境中作为潜在的机制。特别是，随机带电杂质的载流子散射导致有效的2D MIT近似控制的Ioffe-Regel标准，这是定性与实验一致。我们发现，必要的障碍是周围的$5$ - $10\times10^{10}$ cm $^{-2}$随机带电杂质，以定量解释大部分，但不是全部，所观察到的MIT现象，报告了两个不同的实验组。我们的估计是一致的，与已知的无序含量在TMD。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall
Large unidirectional spin Hall and Rashba-Edelstein magnetoresistance in topological insulator/magnetic insulator heterostructures
由于其独特的对称性，单向自旋霍尔和Rashba-Edelstein磁阻（USRMR）是非常重要的基本和实际的利益，特别是在读取磁化状态的两端自旋轨道转矩开关存储器和逻辑器件的上下文中。最近的研究表明，拓扑绝缘体可以提高USRMR幅度。然而，迄今为止在此上下文中研究的拓扑绝缘体器件配置，即铁磁金属/拓扑绝缘体双层和磁性掺杂的拓扑绝缘体，分别受到金属层的电流分流和低居里温度的影响。在这里，我们报告了一种新的材料类别-磁性绝缘体/拓扑绝缘体双层异质结构中的大USRMR。这样的结构表现出USRMR是大约一个数量级大于迄今为止在全金属Ta/Co双层中报道的最高值。我们还演示了电流诱导的磁化切换辅助的奥斯特场，和电读出的USRMR，作为一个原型存储器设备。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall
Large Magnetoresistance at Room Temperature in Ferromagnet/Topological Insulator Contacts
我们报告的磁阻电流流过铁/拓扑绝缘体（Fe/TI）和Fe/蒸发氧化物/TI接触时，磁场是用来初始定向的磁性排列的铁磁铁条，在温度范围从100 K到室温。这种磁电阻与Fe棒磁化的相对取向和在具有螺旋自旋动量锁定的TI表面上移动的电子的自旋极化相关联。所观察到的磁阻的大小是相对较大的，在先前的工作中观察到的。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Giant magnetoresistance in the junction of two ferromagnets on the surface of diffusive topological insulators
研究了铁磁体（F_1）/拓扑绝缘体（TI）/铁磁体（F_2）结中自旋极化电流引起的巨磁电阻效应。我们可以通过调节自旋极化电流来增加或减小巨磁电阻的值，而自旋极化电流是由磁化组态控制的。通过非平衡自旋极化电流直观地理解该性质，该非平衡自旋极化电流在TI表面上起着有效电化学势的作用。
2013-09-17 cond-mat.mes-hall
Quantum magnetotransport properties of topological insulators under strain
最近的实验表明，应变碲化汞体材料可以看作是三维拓扑绝缘体（TI）。基于此，我们研究了在磁场作用下，应变对碲化汞表面态磁输运性质的影响。我们解析地导出了零频霍尔电导和碰撞电导，发现与载流子表面折射率有关的衬底应变可以导致表面量子霍尔平台和Shubnikov-de Haas振荡的分离。这些效应可用于产生和检测表面偏振。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall
Magnetotransport in disordered two-dimensional topological insulators: signatures of charge puddles
本文在相干弹性散射的框架下研究了无序、自旋轨道耦合和磁场对HgTe/CdTe量子阱中边缘输运的影响和相互作用。我们发现，边缘状态保持不受中度无序和弱磁场在现实的自旋轨道耦合强度的组合效应。与实验观察到的线性磁场依赖性的电导长样品的协议时，考虑到电荷池的存在。
2015-02-17 cond-mat.mes-hall
Magnetoconductance signatures of chiral domain-wall bound states in magnetic topological insulators
最近对磁性拓扑绝缘体候选材料进行的磁导测量揭示了蝶形磁滞。这种滞后现象归因于在磁场扫描过程中形成的无带隙手性畴壁束缚态。我们对待这种现象的理论，微观磁化动力学和蝴蝶磁滞磁导之间的联系。此外，我们说明了如何空间分辨电导测量可以探测畴壁束缚态的最显着的特点：他们的手征。这项工作建立了一个制度，在纵向磁导和畴壁束缚态的蝴蝶磁滞之间的明确联系。该分析为磁性拓扑绝缘体的识别提供了重要工具。
2017-12-13 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical and Magneto-electric Effects of Topological Insulators in Quantizing Magnetic Fields
我们发展了一个量子化外磁场作用下拓扑绝缘体薄膜的磁光和磁电性质的理论。我们发现，低频磁光特性仅取决于顶面和底面Dirac-cone填充因子之和$ν_{\mathrm{T}}$和$ν_{\mathrm{B}}$，而低频磁电响应仅取决于二者之差.法拉第旋转被量化为精细结构常数的整数倍，克尔效应表现出$π/2$旋转。强烈增强的回旋共振功能出现在更高的频率是敏感的填充因子的两个表面。当体积电导率和以$e^2/h$为单位的膜厚度的乘积与$α$相比小时，磁光性质仅弱地依赖于膜内部的偶然掺杂。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall
Anomalous quantum Hall effect induced by disorder in topological insulators
我们研究了二维拓扑绝缘体导电状态之间的过渡，其特征在于电导$G=2$（在基本单位$e^2/h$）和陈绝缘体与$G=1$，诱导极化磁性杂质。两种耦合，铁磁和反铁磁，被认为是与电子和空穴的子带。我们表明，强无序，一个阶段$G=1$存在，甚至铁磁秩序，在平均场近似的预测相反。这一结果是支持直接使用Landauer输运公式的数值计算，并通过分析计算的化学势和质量重整化作为无序强度的函数，在自洽玻恩近似。的过渡是有关的自旋传导通道之一的抑制，足够强的障碍，通过选择性的自旋散射和本地化。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Gate-Controlled Magnetoresistance of a Paramagnetic Insulator|Platinum Interface
我们报道了原子级平坦顺磁绝缘体的电场感生面内磁电阻效应|铂（Pt）界面在低温下与离子液体栅极。输运实验作为施加的磁场强度和方向的函数服从自旋霍尔磁阻现象与垂直磁各向异性。我们的研究结果建立了实用的离子门控作为一种替代方法来控制自旋电子器件，而不使用铁磁体。
2018-08-19 cond-mat.mes-hall
Signatures of long-range-correlated disorder in the magnetotransport of ultrathin topological insulators
在双拓扑绝缘体（TI）薄膜中，TI表面态会出现一个杂化能隙，当化学势在杂化能隙内时，系统将成为平凡绝缘体或量子自旋霍尔绝缘体。然而，在这里，我们表明，这些绝缘状态被破坏的存在下，一个大的和远程相关的无序势，将预期的绝缘体转化为金属。我们进行运输测量，双栅拓扑绝缘体薄膜作为温度，栅电压，和磁场的函数，我们观察到一个金属样的，非量子化的电导率，表现出弱的反定域化一样的尖在低磁场，并让位于一个非饱和的线性磁阻在大的领域。我们解释了这些结果考虑的无序网络的电子和空穴型水坑引起的带电杂质。我们认为，从理论上说，这种无序可以产生绝缘体到金属的过渡作为增加无序强度的函数，我们推导出的带隙和杂质浓度的条件，观察绝缘状态。我们还解释了线性磁电阻在强烈的空间波动的本地电导率，使用数值模拟和理论的缩放参数。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall
Comment on: Weak Anisotropy and Disorder Dependence of the In-Plane Magnetoresistance in High-Mobility (100) Si Inversion Layers
高迁移率（100）Si反型层中面内磁电阻的弱各向异性和无序依赖性
2002-03-13 cond-mat.mes-hall
Chiral Hinge Transport in Disordered Non-Hermitian Second-Order Topological Insulators
广义体边界对应预测了三维二阶拓扑绝缘体（3DSOTI）中手征铰链态的存在，从而导致三维量子化的霍尔效应。厄米特3DSOTI中的手征铰链态的特征在于具有零波动的量子化透射系数，即使在存在无序的情况下。在这里，我们表明，手性铰链运输无序非厄米特系统偏离厄米特的情况下的范例。我们的数值计算证明了无序非厄米3DSOTI的铰链态的鲁棒性。平均透射系数可以等于或不等于手性铰链通道的数量，这取决于手性铰链状态的厄米性，而透射系数的波动总是非零的。这种涨落不是由于铰链态的手征性的破坏，而是由于非厄米势的非相干散射。这里揭示的物理学也应该是真实的一维手性通道拓扑材料，支持手性边界状态，如陈省身绝缘体，三维异常霍尔绝缘体，和外尔半金属。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall
Conductance Oscillations in a Topological Insulator-Disordered Superconductor Hybrid Interface
National Institute of Technology, Rourkela（鲁尔基拉国立技术学院）；Bar-Ilan University（巴伊兰大学）
研究通过拓扑绝缘体与无序超导体的耦合，揭示了近邻诱导超导性中的导电振荡现象及临界温度特性。
2026-01-16 cond-mat.mes-hall
Dual Topological Insulator Device with Disorder Robustness
二维Na $_3$ Bi是一种双拓扑绝缘体，具有时间反转和镜像对称性，是一种很有前途的器件设计平台。然而，在现实中，拓扑器件的设计受到对无序和温度的敏感性的阻碍。我们研究了Na $_3$ Bi在本征缺陷存在下的拓扑性质，研究了边缘态的鲁棒性和由此产生的输运性质。我们应用递归格林函数技术，使无序系统的研究与实验合成材料的长度相当，在微米的顺序。我们结合我们的研究结果，提出了一个拓扑绝缘体设备，本征缺陷被用来过滤平凡的体状态的响应。这导致在整个大的电子温度范围内稳定的电导，并且可由垂直电场控制。我们的建议是通用的，使各种双拓扑绝缘体器件的设计。
2020-06-22 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
Disorder-Induced Quantum Phase Transitions in Three-Dimensional Second-Order Topological Insulators
对三维二阶拓扑绝缘体（3DSOTI）的无序效应进行了数值和解析研究。这项研究是基于一个紧束缚哈密顿非相互作用的电子在立方晶格上的反射对称性，支持3DSOTI在没有无序。有趣的是，与只能是扩散金属（DM）或安德森绝缘体（AI）的拓扑平凡系统的无序效应不同，无序可以依次诱导四个相的3DSOTI，三维一阶拓扑绝缘体（3DFOTI），DM和AI。在弱无序时，当强度$W$的现场随机势低于低临界值$W_{c1}$时，系统是无序的3DSOTI，其特征在于恒定的态密度和通过其手性铰链态的$e^2/h$的量子化整数电导。体态的间隙在较高的临界无序$W_{c2}$处闭合，并且该系统是处于$W_{c1}$和$W_{c2}$之间的较低中间无序的无序3DFOTI，其中电子传导是通过拓扑表面态。该系统在$W_{c2}$和$W_{c3}$之间的更高中间无序中变成DM，在该更高中间无序之上费米能级处的状态被局域化。它在$W_{c3}$处经历了正常的三维金属-绝缘体转变，并成为$W>W_{c3}$的常规AI。自洽玻恩近似允许人们看到体态密度和狄拉克质量是如何被就地无序改变的。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall
The Coexistence and Decoupling of Bulk and Edge States in Disordered Two-dimensional Topological Insulators
研究了无序二维拓扑绝缘体中边态和体态共存于同一费米能级时的散射和局域化性质。由于边缘-体背散射（拓扑或对称性不禁止\emph{a priori}），安德森无序使边缘和体态不可分割地局域化。提出了两种方法来有效地解耦它们，并恢复鲁棒传输。第一种退耦来自长程无序，因为边缘态和体态在$k$空间中被很好地分离。第二个是来自边缘门，由于边缘状态在实空间中的边缘性质。后者可以用于电调谐安德森绝缘体和拓扑鲁棒导体之间的系统，即，拓扑晶体管的实现。
2014-03-18 cond-mat.mes-hall
A thermodynamic measure of the Magneto-electric coupling in the 3D topological insulator
我们表明，在三维（强）拓扑绝缘体的磁电耦合是有关的体磁化的二阶导数。我们导出的公式是霍尔电导率的Streda公式（P.Streda，J.Phys.C：Solid State Physics，15，22（1982））的非线性响应模拟，其将霍尔电导率与磁化相对于化学势的导数相关联。我们的发现允许人们通过测量磁化强度来提取磁电系数，同时改变化学势和另一个扰动场。这样的实验装置可以规避许多目前的困难，测量三维拓扑绝缘体的磁电响应。我们发现的关系也使透明的无序的磁电响应的影响，这只发生在状态的密度，并没有影响时，系统是带隙的。
2012-11-04 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetoelectric coupling of three dimensional Chern insulators
本文研究非零层 Chern 数三维 Chern 绝缘体的轨道磁电响应，提出其空间梯度以 $e^2/h$ 严格量子化的规则，并证明该效应受拓扑保护、抗无序且不依赖晶体对称性。
2025-02-20 cond-mat.mes-hall
Disordered weak and strong topological insulators
用数值方法建立了无序弱、强拓扑绝缘体的全局相图。正如预期的那样，相边界的位置被无序重新归一化，这是在所谓的拓扑安德森绝缘体的研究中认识到的特征。在这里，我们报告了意外的量化，即，对这些相边界上的电导峰的无序的鲁棒性。工作的另一个亮点是在无序状态下弱拓扑绝缘体相的两个子区域的出现。根据电导的尺寸依赖性，表面态在两个子区域中要么是稳健的，要么是“失败的”。通过研究李雅普诺夫指数进一步揭示了这两种不同类型行为的本质。
2013-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The fate of topological-insulator surface states under strong disorder
三维拓扑绝缘体的特征是Dirac类表面状态，其在拓扑上被保护免受弱淬火无序的影响。在这里，我们调查的影响，表面无序超出弱无序限制，使用大规模的数值模拟。我们发现两个定性不同的制度：中度无序破坏狄拉克锥，并诱导扩散金属行为的表面。更值得注意的是，对于强表面无序，狄拉克锥重新出现，因为新的弱无序“表面”状态出现在无序表面层下的样品中，这可以理解为拓扑绝缘体和安德森绝缘体之间的界面。总之，这表明了拓扑表面状态的无序的剧烈影响，这不能单独在有效的二维模型的表面状态。
2012-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Local Hall Conductivity in Disordered Topological Insulators
Wellesley College（韦尔斯利学院）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究无序拓扑绝缘体中局部霍尔电导的特性，发现引入非磁性势能 disorder 可增加陈数绝缘体状态的参数空间区域，并通过分割无序斑块增强拓扑安德森绝缘体的相空间。
2026-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder induced transitions in resonantly driven Floquet Topological Insulators
研究了Floquet拓扑绝缘体中的无序效应。这种FTI是通过共振驱动价带和导带之间的跃迁而引起的。我们表明，当添加无序，拓扑性质的FTI持续只要有一个流动性间隙在共振准能量。对于足够强的无序，这个能隙关闭，所有的状态都变得局域化，因为系统经历了向平凡绝缘体的转变。有趣的是，无序的影响不一定是不利的：我们表明，在同一个量子阱中，无序也可以诱导从平凡的拓扑系统的过渡，从而建立一个Floquet拓扑安德森绝缘体（FTAI）。我们确定的驾驶场上的必要条件，观察这样的过渡。
2017-08-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Correlated disorder induced anomalous transport in magnetically doped topological insulators
研究了磁掺杂拓扑绝缘体（TI）薄膜在相关非磁无序下的输运性质。对于无序，我们选择一个随机相位的准周期势。我们将无序限制在一个中心区域，该区域耦合到干净的量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）状态中的两个引线，并集中在二维中心区域中的准周期性的不同取向。在对角取向或纯纵向准周期性的情况下，我们发现不同的拓扑安德森绝缘体（TAI）阶段，量子反常霍尔绝缘体（QAHI），量子自旋陈氏绝缘体（QSCI），或QSHI阶段实现之前，安德森绝缘接管在大的无序强度。从扩展体状态的量子化运输被发现对角准周期性除了上述TAI阶段，也观察到的情况下的不相关的障碍。对于一个纯粹的横向取向的准周期性的新兴QSHI和QSCI阶段坚持任意强的无序势。这些拓扑相变（除了安德森绝缘体相），可以理解从一个自洽玻恩近似。
2022-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kinetic magnetoelectric effect in topological insulators
动力学磁电效应是Edelstein效应的轨道模拟，并提供了额外的自由度来通过充电电流控制磁化。在这里，我们从理论上提出了一个巨大的动力学磁电效应在拓扑绝缘体和解释的拓扑表面电流的结果。我们建立了拓扑绝缘体表面哈密顿量的动力学磁电效应理论，并通过直接数值计算表明它能很好地描述结果。这种动力学磁电效应取决于表面的细节，这意味着它不能被定义为一个整体量。我们认为，陈氏绝缘体和Z_2拓扑绝缘体可以是一个平台，与金属相比，具有5 - 8个数量级的大动力学磁电效应，因为电流只沿表面流动。我们证明了拓扑绝缘体中存在所述效应，确定Cu $_2$ ZnSnSe $_4$作为潜在的候选者。
2021-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Multiple Transition involving Z2 Topological Insulator
用传输矩阵方法数值研究了二维Z2拓扑绝缘体的无序效应。基于标度分析，导出了碲化汞量子阱模型的相图，它是无序强度和能隙大小的函数。在sz非守恒自旋轨道耦合的存在下，一个有限的金属区域被发现，分区的两个拓扑结构不同的绝缘相。随着无序度的增加，一个窄隙拓扑平凡绝缘体经历了一系列的转变：第一次到金属，第二次到拓扑绝缘体，第三次到金属，最后回到平凡绝缘体。我们表明，这种多重过渡是两个无序效应的后果，重整化的带隙，和安德森局域化。在标度分析中发现的金属区域大致对应于在自洽玻恩近似中评估的费米能级处的有限态密度区域。
2011-02-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder-induced Floquet Topological Insulators
我们研究了在二维磁驱动系统中实现无序诱导拓扑Floquet谱的可能性。这样的状态将是拓扑安德森绝缘体的动力学实现。我们建立了一个混乱引起的平凡拓扑转变确实发生，并通过计算的障碍平均博特指数，适当定义的时间依赖性系统的特征。通过对系统边缘波包的精确数值时间演化，证实了拓扑态中边缘态的存在。我们考虑了实验观察Floquet-Anderson拓扑绝缘体的最佳驱动机制，并讨论了其在光子晶格中的可能实现。
2015-02-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Phase diagram of disordered higher-order topological insulator: A machine learning study
高阶拓扑绝缘体是一种新的物质拓扑态概念，它的特征是涌现出的边界态的维数比体相的维数低2个以上，引起了人们极大的兴趣。然而，其对疾病的鲁棒性仍不清楚。在这里，我们研究了呼吸kagome模型中存在障碍的高阶拓扑绝缘体相位的相图，通过使用最先进的机器学习技术。我们发现只要能隙不闭合，角态在有限的无序势强度下仍然存在，表明高阶拓扑相对无序的稳定性.
2019-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder effect on the Friedel oscillations in a one-dimensional Mott insulator
本文用DMRG方法数值计算了莫特绝缘体中一维无序导线的一边与量子点耦合时产生的Friedel振荡。通过研究无序对Friedel振荡衰减的影响，我们发现无序的影响随着相互作用强度的增加而减小。这种行为是相反的，最近报道的影响，在安德森绝缘体制度，无序导致更强的衰减的弗里德尔振荡。
2007-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Kosterlitz-Thouless transition in disordered two-dimensional topological insulators
通过对量子自旋霍尔系统中无规电导$g$的标度分析，研究了无序驱动的金属-绝缘体跃迁。低于临界无序强度，电导是独立的样品大小$M$，临界离域电子状态的指示。计算得到的β函数$β=d\ln g/d\ln M$表明，金属-绝缘体相变是Kosterlitz-plasterless（KT）型的，其特征是局域电流的涡旋-反涡旋对的束缚和去束缚.类KT金属-绝缘体跃迁是量子自旋霍尔态的一个基本特征，与时间反演对称性无关。
2012-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological invariant in three-dimensional band insulators with disorder
三维拓扑绝缘体具有一个Z ~ 2值拓扑不变量，它由一个强指数和三个弱指数组成.在无序的情况下，只有强指数存在。本文将三维无序系统看作无限周期系统的超胞，研究其拓扑不变量。作为该方法的一个应用，我们证明了当引入足够强的无序到具有自旋轨道耦合的平凡绝缘体中时，强指数变得非平凡，实现了强拓扑Anderson绝缘体。我们还数值提取的间隙范围，并确定这个拓扑相的相边界，其中？结果表明，该方法与自洽玻恩近似（SCBA）和输运计算结果吻合较好。
2010-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Anderson insulators induced by random binary disorders
在凝聚态和人工系统中，不同的无序导致了不同的局域化和拓扑现象。本文研究了具有空间相关随机二元无序的一维Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑和局部化性质。研究发现，在不同的参数范围内，随机二元无序可以从平凡绝缘体中诱导出拓扑安德森绝缘相。拓扑安德森绝缘体的特征在于无序平均缠绕数和局域体态揭示了在实空间和动量空间的参与比的倒数。我们发现拓扑相边界与自洽Born方法和零能模局域化长度的分析结果一致，并讨论了双峰几率对无序诱导拓扑相的影响.在原子或光子系统中，可以从平均手征位移来检测系统的拓扑特征。我们的工作提供了一个扩展的拓扑安德森绝缘体的情况下，相关的障碍。
2022-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
