Berry curvature dipole senses topological transition in a moiré superlattice
电子波函数的拓扑性质在决定材料的物理性质方面起着至关重要的作用。Berry曲率和Chern数被用来定义电子能带的拓扑结构。虽然已经研究了Berry曲率及其在材料中的影响，但检测拓扑不变量Chern数的变化是具有挑战性的。在这方面，扭曲双层石墨烯（TDBG）已经成为一个有前途的平台，以获得对Berry曲率热点和其平坦带的谷陈数的电控制。此外，TDBG中的三重旋转（C3）对称性的应变诱导破缺导致称为Berry曲率偶极子（BCD）的Berry曲率的非零一阶矩，其可以使用非线性霍尔（NLH）效应来感测。我们发现，使用TDBG，BCD检测到的频带中的拓扑转换，并改变其符号。在TDBG中，垂直电场同时调谐谷陈数和BCD，使我们能够利用一个可调谐的系统来探测拓扑跃迁的物理过程。此外，我们发现纵向和NLH响应与电场的滞后，可以归因于电极化的强度在莫尔系统的开关。这样的滞后响应为下一代基于Berry曲率的存储器设备带来了希望。正如我们所展示的，探测拓扑转换可以在其他3D拓扑系统中进行仿真。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall
Probing Topological signatures in an optically driven $α$-${T_3}$ Lattice
$α$晶格是石墨烯的蜂窝晶格（$α=0$）和骰子晶格（$α=1$）之间的内插模型，当暴露于圆偏振非共振光时，经历跨越$α=1/\sqrt{2}$的拓扑相变。我们研究Berry相位介导的体磁和异常热电响应，以捕获驱动$α$ - $T_3$晶格的拓扑签名。结果表明，在$α=1/\sqrt{2}$上，Berry曲率和轨道磁矩都发生了符号变化.非共振光使$0<α<1$在狄拉克点附近的平带发生畸变，最终在准能谱中引入两个完全分离的等宽禁带。在禁带中，轨道磁化强度随化学势线性变化。轨道磁化强度线性区域的斜率与$α=1/\sqrt{2}$两侧的陈数密切相关。我们发现$α>1/\sqrt{2}$的斜率大约是$α<1/\sqrt{2}$的两倍，这基本上表明了$α=1/\sqrt{2}$的拓扑相变。然而，反常的能斯特系数消失时，化学势被调谐在禁带中。禁带中的反常霍尔电导率在$α=1/\sqrt{2}$两侧接近不同的量子化值。所有这些拓扑特征都可以通过实验观察到。
2022-10-14 cond-mat.mes-hall
Probing the Quantized Berry Phases in 1H-NbSe$_2$ Using Scanning Tunneling Microscopy
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Oxford（牛津大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of Florida（佛罗里达大学）
本研究开发了结合从头算轨道波函数与STM信号提取轨道间关联函数的新方法，首次在实验上明确识别出1H-NbSe₂中的阻碍原子绝缘相，该方法可推广至其他材料体系。
2025-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Probing topological phase transitions via nonlinear Hall response in strained moiré dice lattice
Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Bilkent University（比尔肯特大学）
该研究通过非线性霍尔响应探测应变摩尔六边形晶格中的拓扑相变，利用 Berry 曳度偶极子计算非线性霍尔响应，并在 chiral 对称性破缺时增强非线性霍尔效应。
2026-06-05 cond-mat.mes-hall
Magneto-optics of excitons interacting with magnetic ions in CdSe/CdMnS colloidal nanoplatelets
稀磁半导体中的激子是研究这些材料磁性的优良探针。各种磁光效应，这取决于与磁性离子的局部自旋的激子的交换相互作用的敏感性，可以用于探测。在这里，我们研究核/壳CdSe/（Cd，Mn）S胶体纳米片托管稀释的磁性半导体层。磁性Mn $^{2+}$离子的列入证明了三个磁光技术，使用高磁场高达15 T：偏振光致发光，光学检测的磁共振，和自旋翻转拉曼散射。特别地，关于CdS壳层中Mn $^{2+}$浓度的信息可以从Mn $^{2+}$自旋系统的自旋-晶格弛豫动力学获得。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall
Probing the Band Topology of Mercury Telluride through Weak Localization and Antilocalization
分析了HgTe/CdTe量子阱中电子输运过程中的弱局域化（WL）和弱反局域化（WAL）效应。我们表明，为增加费米能量的磁导的扩散系统与反转带序功能的过渡从WL到WAL和背部，如果自旋轨道相互作用的体积和结构反转的不对称性可以忽略不计。这一点，以及额外的分裂的磁导分布，是一个签名的Berry相所产生的反转带排序，而不存在于异质结构与传统的顺序。在存在的自旋轨道相互作用的两个能带拓扑表现出WAL，这是明显的能量依赖的量子阱与反转带序。这可以通过将哈密顿量分解为两个块来解释。
2012-12-12 cond-mat.mes-hall
Topological anisotropic non-Fermi liquid from a Berry-dipole semimetal
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
研究拓扑量子临界点处伯里二极子半金属在长程库仑相互作用下的行为，预测出各向异性非费米液体及其拓扑特征的观测测试。
2026-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry Curvature of Low-Energy Excitons in Rhombohedral Graphene
Imperial College London（帝国理工学院）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究通过低能双带模型揭示了菱形石墨烯中激子的伯瑞曲率特性，发现其位移可被电场调控，并揭示了激子拓扑性质的潜在应用。
2026-03-08 cond-mat.mes-hall
Berry connection polarizability tensor and third-order Hall effect
现代凝聚态物理的一个重大成就是认识到各种能带几何量在物理效应中的重要性。作为突出的例子，Berry曲率和Berry曲率偶极子分别连接到线性和二阶霍尔效应。在这里，我们表明，Berry连接极化率（BCP）张量，作为另一个内禀带几何量，在三阶霍尔效应中起着关键作用。基于扩展的半经典形式，我们发展了三阶电荷输运理论，并导出了三阶电导率的显式公式。我们的理论被应用到二维（2D）狄拉克模型的BCP和三阶霍尔响应的基本特征进行调查。我们进一步展示了我们的理论与第一性原理计算的结合，研究一个具体的材料系统，单层FeSe。我们的工作为三阶输运效应的研究奠定了基础，并揭示了三阶霍尔效应作为一种工具，用于表征一大类材料和探测的能带结构的BCP。
2022-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the quantum metric of 3D topological insulators
University of Geneva（日内瓦大学）；Institute of Materials Science of Barcelona (ICMAB-CSIC)（巴塞罗那材料科学研究所（ICMAB-CSIC））；Dipartimento di Fisica ‘E. R. Caianiello’, Universitá di Salerno（萨莱诺大学物理系‘E. R. Caianiello’）；CNR-SPIN c/o Universita’ di Salerno（意大利国家研究委员会自旋物理中心（依托萨莱诺大学））；CNR-IMM（意大利国家研究委员会微电子与微系统研究所）
研究通过电压调制揭示了三维拓扑绝缘体中量子度量诱导的非线性磁电阻，展示了拓扑相中量子几何输运的存在和可调性。
2026-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of Topological Order in the TlBiSe2 class : Probing the "spin" and "phase" on topological insulator surfaces
拓扑绝缘体的特征在于其边界上的自旋-动量锁定。三维拓扑绝缘体表面的自旋动量锁定导致了非平凡Berry相的存在，从而导致了拓扑表面上的奇异输运现象。使用自旋敏感探针（莫特旋光），我们观察到的自旋动量耦合和揭示的手征性质的表面电子在TlBiSe 2。我们表明，在TlBiSe 2的表面电子集体携带量子Berry的相位$π$和一个明确的手征（$η$ =-1，left-handed）与其自旋纹理或涡旋结构的费米表面上的顶部和底部表面。我们的实验结果不仅首次证明了体中Z2拓扑序的存在，而且揭示了拓扑表面上螺旋准粒子模的存在。自旋纹理计算将在其他地方报道。
2012-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Electrical Tuning of Valley Magnetic Moment via Symmetry Control
晶体的对称性决定了电子布洛赫态的性质。例如，在存在时间反演对称性的情况下，布洛赫态的轨道磁矩和贝瑞曲率必须为零，除非反演对称性被破坏。在某些2D电子系统中，例如双层石墨烯，可以简单地通过施加垂直电场来打破固有的反转对称性。在原则上，这提供了显着的可能性开关和连续调谐的磁矩和贝里曲率附近的狄拉克谷可逆的电气控制。在这里，我们首次使用双层MoS 2来证明这一原理，双层MoS 2具有与双层石墨烯相同的对称性，但在可见光区具有带隙，可以直接光学探测这些贝里相相关的特性。我们表明，光学圆二色性，反映了轨道磁矩在山谷中，可以连续调谐从-15%至15%作为双层二硫化钼场效应晶体管的栅极电压的函数。与此相反，二向色性是栅极独立的单层二硫化钼，这是结构上的非中心对称。我们的工作证明了通过对称性控制在正负值之间连续改变轨道磁矩的能力。这代表了一种新的方法来操纵贝里相位效应的应用在量子电子学与二维电子材料。
2012-08-30 cond-mat.mes-hall
Planar Nernst effect from hidden band geometry in layered two-dimensional materials
本文提出准二维材料中源于Berry曲率和轨道磁矩面内分量的平面能斯特效应（2DPNE），分析其能带几何起源与对称性约束，并在应变双层石墨烯中验证实验可行性，拓展了相关理论及应用路径。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall
Probing Entanglement and Non-locality of Electrons in a Double-Dot via Transport and Noise
为了解决与电子进行量子通信的可行性，我们考虑了双点中电子的纠缠自旋态，该双点与输入和输出引线弱耦合。我们证明了在介观输运和噪声测量中可以检测到双量子点中两个电子的纠缠。在库仑阻塞和共隧穿机制中，单重态和三重态导致相位相干电流和相反符号的噪声贡献以及响应于磁场的Aharonov-Bohm和Berry相位振荡。这些振荡是真正的两粒子效应，并提供了纠缠态非定域性的直接测量。我们证明了零频噪声与电流之比（Fano因子）是普适的，它等于电子电荷。
1999-07-15 cond-mat.mes-hall quant-ph
Optically probing the asymmetric interlayer coupling in rhombohedral-stacked MoS2 bilayer
层间耦合作为一个新的参数出现，用于调整二维（2D）范德华材料的物理性质。当两个相同的半导体单层以一定的扭转角堆叠时，由于莫尔超晶格引起的周期性层间耦合调制可以赋予奇异的物理现象，例如莫尔激子和相关电子相位。为了深入了解这些新现象，揭示原子层之间的潜在耦合至关重要。最近，由于非铁电单层成分出现面外极化，菱面体堆叠过渡金属二硫属化物（TMD）双层引起了人们的极大兴趣。然而，层间耦合作为表征材料物理性质的一个重要参数，其与铁电性之间的关系至今仍不清楚。在这里，我们探讨了不对称的层间耦合之间的导带的一层和价带从另一层的3R-MoS 2双层，这可以理解为一个依赖于层的Berry相绕组的结果。通过在双栅器件中进行光谱学，我们发现在3R-MoS 2双层中的K点处存在II型能带对准。此外，通过解开的带偏移的各种贡献，我们定量地确定在3R-MoS 2的非对称层间耦合和自发极化。
2022-09-14 cond-mat.mes-hall
Probing topology in thin films with quantum Sondheimer oscillations
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本文提出量子Sonneheimer振荡理论，揭示拓扑性质通过改变振荡频率直接影响磁振荡谱，探讨了表面粗糙度等耗散机制。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Probing the Anomalous Hall Transport and Magnetic Reversal of Chiral-Lattice Antiferromagnet Co$_{1/3}$NbS$_2$
本研究探究手性晶格反铁磁体Co$_{1/3}$NbS$_2$的反常霍尔输运与磁反转，证实其AHE和ANE源于本征贝里曲率，磁反转由畴壁运动决定且临界场具磁扫描记忆效应，为该体系拓扑性质与磁畴动力学研究提供支撑。
2023-06-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Tensor Monopoles and Gerbe Invariants in Three-Dimensional Topological Matter
该研究在三维拓扑物质中实现了对应丛gerbe的动量空间张量磁单极，构造张量Berry联络并揭示其与$\u2124$量子化效应的关联，拓展至多体相互作用情形，为gerbe不变量的电磁探测提供新方向。
2025-07-29 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum geometric moment encodes stacking order of moiré matter
该研究通过1.4°扭转双层石墨烯中两种堆叠顺序导致的贝里曲率偶极子符号差异，利用非线性霍尔效应电学检测堆叠诱导的量子几何，为量子几何工程提供新途径。
2025-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing spin dynamics and quantum relaxation in LiY0.998Ho0.002F4 via 19F NMR
我们报告的测量19 F核自旋晶格弛豫1/T1作为温度和外部磁场的函数在LiY 0.998Ho 0.002F4单晶，一个单离子磁体表现出有趣的量子效应。发现19 F1/T1依赖于与稀释稀土（RE）磁矩的耦合。取决于温度范围，遇到快速自旋扩散状态或扩散限制状态。在这两种情况下，我们发现有可能使用19 F核作为探针的稀土自旋动力学。1/T1的结果显示出类似于在分子纳米磁体中观察到的行为，我们将这一结果归因于两种情况下能级的离散性。在中等温度下，晶场分裂RE磁能级的寿命展宽遵循T3幂律。在低温下，1/T1的场依赖性显示对应于能级交叉（LC）的临界磁场的峰。这一结果可用氟核自旋与稀土磁能级之间的非弹性散射来解释。这项研究的一个关键结果是，在LC的水平的加宽被发现在低温下变得非常小，约1.7 mT，一个值，这是可比的弱偶极场在RE晶格位置。因此，与分子磁体不同，退相干效应被强烈抑制，并且可以直接测量在避免的能级交叉处的能级排斥。
2005-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct probing the quantum geometric tensor for bosonic collective excitations
Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；The Institute of Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理学研究所）；Department of Applied Physics, University of Tokyo（东京大学应用物理系）；International Institute for Sustainability with Knotted Chiral Meta Matter (WPI-SKCM 2 ), Hiroshima University（广岛大学螺旋手性超物质可持续发展国际研究所）；Center for Emerged Matter Science, RIKEN（理化学研究所新兴物质科学中心）
本文提出通过动态结构因子直接探测玻色系统量子几何张量的方法，揭示了双倍四极子-韦尔声子和节点线磁子的几何特征，并推广到多带系统，为测量玻色系统非阿贝尔量子几何提供了新途径。
2026-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing Quantum Geometric Phases via Scanning Tunneling Microscopy
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area（粤港澳大湾区量子科学中心）
本文综述了利用扫描隧道显微镜在实空间直接探测量子几何相位的四种方法，包括纳米干涉、准粒子干涉、序参量分解和二维锁相技术，为量子材料中的相位工程提供了新框架。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Curvature-induced nonlinear anomalous Hall effect in thin magnetic shells
Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学物理系）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理中心）
研究通过曲率工程在对称铁磁体中诱导非线性异常霍尔效应，揭示量子几何张量的各向异性特性。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A hole-Cr$^{+}$ nano-magnet in a semiconductor quantum dot
我们研究了一种新的基于离子化受主Cr $^+$自旋的稀磁半导体系统。我们发现，带负电荷的Cr $^+$离子，在II-VI族半导体中的Cr的激发态，可以是稳定的，当插入到CdTe量子点（QD）。Cr $^+$吸引量子点中的重空穴并形成稳定的空穴-Cr $^+$复合物。该系统的光学探测揭示了重空穴和Cr $^+$自旋之间的铁磁耦合。在低温下，具有平行自旋的空穴-Cr $^+$系统基态的热化阻止了原子3 $d$壳层上多余电子的光学复合.我们研究了空穴-Cr $^+$交换相互作用形成的纳米磁体的动力学。用共振光抽运控制了$_z$ = $\pm$ 4的铁磁基态，在T=4.2 K时得到了20 $μ$ s范围内的自旋弛豫时间。这种在零磁场下的自旋记忆受到与声子相互作用的限制。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Fermi surface magnetization of Fe-doped NbSb$_2$ investigated by magnetic quantum oscillations
磁量子振荡（MQO）已被广泛用作探测费米面的工具。费米表面的形状和拓扑结构以及相关的物理参数，如回旋质量和弛豫时间，可以通过仔细分析MQO的频率、振幅和相位来验证。特别是，相位分析，我们可以得到的Berry相，受到了越来越多的关注与凝聚态物理的拓扑结构的兴趣。在这里，超出了传统的使用MQOs，我们表明，MQOs可以用来确定费米表面磁化。我们在狄拉克半金属NbSb $_2$中掺杂稀磁元素Fe，只引入磁性而不改变费米面的形状。我们在磁性掺杂的Fe-NbSb $_2$中观察到相移，这与原始NbSb $_2$和掺杂Bi的NbSb $_2$中没有相移相反，表明掺杂的磁性杂质和费米表面电子之间存在强交换相互作用。我们估计费米表面磁化引入磁性Fe掺杂的相移。这项工作不仅演示了微小的磁性杂质可以显着改变费米表面磁化，但也可以通过MQO的相分析费米表面磁化进行研究。
2023-02-02 cond-mat.mes-hall
Direct Measurement of the Zak phase in Topological Bloch Bands
几何相位表征了布洛赫带的拓扑性质，在现代固体能带理论中起着重要作用。本文报道了对一维光晶格中冷原子运动所获得的几何相位的直接测量。使用布洛赫振荡和拉姆齐干涉相结合，我们提取Zak相位-在整个布里渊区的粒子的绝热运动过程中获得的Berry相位-这可以被看作是一个不变量，其特征在于带的拓扑性质。对于模拟聚乙炔的二聚化光晶格，我们测量了两种可能的聚乙炔相的Zak相位差等于φ_Zak=0.97（2）π。这表明两个二聚相属于不同的拓扑类，使得对于填充带，畴壁具有分数量子数。我们的工作为研究光晶格中布洛赫带的拓扑结构建立了一种新的一般方法。
2012-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Interband Coherence Induced Correction to Adiabatic Pumping in Periodically Driven Systems
周期性驱动可以创造静态系统中不存在的物质的拓扑相。利用封闭系统中随时间演化的波包的位置期望值的位移，研究了周期驱动系统中具有不同Floquet带间相干性的一般初态的一类绝热动力学.在一个对称性假设下，在一个绝热周期的波包中心的位移被发现是由两个组件独立的绝热周期的时间尺度：加权积分的Berry曲率的总和在所有Floquet带，加上带间相干诱导校正。发现的校正是超出了一个天真的应用量子绝热定理，但由于带间相干性在绝热极限生存。因此，我们的理论结果是普遍的兴趣，对量子绝热定理的进一步理解。我们的理论检查使用周期性驱动的超晶格模型与非平凡的拓扑相位。除了探测拓扑相变，绝热动力学研究在这项工作中，现在也预计是有用的表现在Floquet带的代表性的相干性和退相干效应。
2015-03-03 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magnetic- and electric-field-induced anomalous Hall currents from optical excitation of Landau transitions in bulk GaAs
本研究通过超快光激发和太赫兹探测，在体相GaAs中观测到磁场电场联合诱导的反常霍尔电流（BE-AHC），发现其峰值源于朗道能级间跃迁，并揭示了电子回旋运动对光谱的独特影响。
2025-03-27 cond-mat.mes-hall
