Abelian Chern-Simons Theory for the Fractional Quantum Hall Effect in Graphene
本文基于费米子泛函积分方法中的多组分阿贝尔Chern-Simons理论，建立了石墨烯中的伪相对论分数量子霍尔效应理论.在Keldysh形式主义进行计算，直接在有限温度下获得实时关联函数。我们得到了Chern-Simons规范场的一个精确有效作用量，并将其推广到平均场解附近规范场涨落的二阶作用量.在无规相位近似下，导出了单圈费米极化张量和电磁响应张量，并由此得到了对称于电中性的各种Bohm态的霍尔电导率.
2017-12-10 cond-mat.mes-hall
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Compensated Antiferromagnets
本文提出通过打破偶数层 MnBi₂Te₄ 的 PT 对称性并调控自旋构型、轨道能量和电场，在无净自旋磁化的补偿型反铁磁体中实现陈数可调（|C|=1,2,3）的量子反常霍尔效应及层选择性边缘态。
2025-01-20 cond-mat.mes-hall
Tunable Chern Insulator States with Coexisting Magnonic and Electronic Topology in 2D Honeycomb Kitaev Ferromagnets
Tsinghua University（清华大学）；Peking University（北京大学）
本研究提出在Kitaev磁体MnBr$_3$单层中实现磁振子与电子Chern绝缘体相共存，并通过外磁场重取向自旋实现同步调控，为多功能自旋电子器件提供新平台。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Route towards Localization for Quantum Anomalous Hall Systems with Chern Number 2
陈数为2的量子反常霍尔系统可以被足够强的无序破坏。在其走向局域化的过程中，发现电子态将直接局域化到Anderson绝缘体（陈数为0），而没有陈数为1的中间霍尔平台。本文通过计算无序超原胞的能带结构和陈数，探讨了这种现象的拓扑起源。我们发现，在通往本地化的路线上，存在一个隐藏的陈数为1的状态，但它太短，太波动，实际上是可观察的。这种中间状态不能稳定，即使经过一些“聪明的设计”的模型，这应该是一个普遍的现象，绝缘体与高陈数。通过对电导进行数值标度，我们还绘制了这种跃迁的重整化群流，其中陈数1态是不稳定的不动点。这与已知的结果不同，并且可以通过实验和进一步的理论分析来检验。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall
Universal Hall conductance scaling in non-Hermitian Chern insulators
我们研究了二维陈氏绝缘体的霍尔电导耦合到一个环境，导致增益和损失。引入一个双正交线性响应理论，我们表明，足够强的增益和损耗导致一个特征的非分析贡献的霍尔电导。在其开始时，这种贡献表现出一个普遍的幂律与幂3/2的狄拉克质量，化学势和增益强度的函数。我们的结果为电子输运实验中非厄米拓扑的研究铺平了道路。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Periodically driven four-dimensional topological insulator with tunable second Chern number
本工作研究高频周期性驱动下四维拓扑绝缘体的拓扑相变，证明通过调控驱动振幅可调节第二陈数，实现不同拓扑相间的转变，包括静态系统中缺失的偶数第二陈数相。
2023-12-26 cond-mat.mes-hall
Large Chern Number Quantum Anomalous Hall Effect In Thin-film Topological Crystalline Insulators
量子反常霍尔绝缘体是一种二维绝缘态，在没有外加磁场的情况下，表现出与量子霍尔态相似的性质。它们具有量子化的霍尔电导$σ^H=Ce^2/h$，其中整数$C$被称为陈数，并且表示无间隙边缘模式的数量。最近的实验表明，掺铬薄膜（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$是一种QAH绝缘体，具有陈数$C=\pm1$。在这里，我们从理论上预测，薄膜拓扑晶体绝缘体（TCI）可以托管各种QAH相，当掺杂铁磁有序掺杂剂。$\pm4$之间的任何陈氏数原则上可以作为（a）取决于磁掺杂浓度的感应塞曼场，（b）固有的或由压电材料通过邻近效应感应的结构变形，以及（c）薄膜的厚度之间的相互作用的结果而达到。在TCI中发现的可调陈氏数在超低功耗信息处理应用中具有重要的潜力。
2013-06-23 cond-mat.mes-hall
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer Transitional Metal Oxides via Manipulating Magnetization Orientation
尽管人们在理论和实验上对量子反常霍尔效应（QAHE）进行了大量的探索，但陈数可调的QAHE系统仍然有限。在这里，我们从理论上提出，NiAsO $_3$和PdSbO $_3$，单层过渡金属氧化物，可以实现QAHE与可调陈数通过操纵他们的磁化方向。当磁化位于\textit{x-y}平面中并且所有镜像对称性被破坏时，低陈数（即，$\mathcal{C}=\pm1$）相出现。当磁化呈现非零\textit{z}方向分量时，系统进入高陈数（即，$\mathcal{C}=\pm3$）相，即使在倾斜磁化的存在下。当磁化方向为\textit{z} -方向时，PdSbO单层$_3$的带隙接近室温能级（23.4 meV）.利用Wannier紧束缚模型，建立了磁化诱导拓扑相变相图。我们的工作为实际电子应用提供了一个可调陈数的高温QAHE系统。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern-Simons Theory of Fractional Quantum Hall Effect in (Pseudo) Massless Dirac Electrons
通过统计规范变换，我们从相互作用的二维（伪）狄拉克电子的微观哈密顿量导出了有效场论。量子化霍尔电导为$σ_{xy}=\frac{e^2}{h}(2k-1)$，其中$k$为任意整数。也有拓扑激发具有分数电荷和服从分数统计。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Single-mode approximation and effective Chern-Simons theories for quantum Hall systems
在单模近似（SMA）框架下，给出了量子霍尔系统中基元激发和集体激发的统一描述，重点揭示了它们与Chern-Simons理论的密切联系.结果表明，对于广泛的一类量子霍尔系统的SMA一般产量，作为一个有效的理论，玻色子陈-西蒙斯理论的一个变种。对于单层系统的有效理论同意与标准的陈-西蒙斯理论在长波长，而大量的偏差出现在双层系统的集体激发。有人建议，特别是，霍尔阻力实验将是一个很好的地方来检测双层系统固有的异相集体激发。它还表明，内朗道能级模式承担的结构相似（虽然不是在规模）的朗道能级间的模式，并讨论其对复合费米子和复合玻色子理论的影响。
2004-03-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Dualities and Quantum Anomalous Hall Phases with Arbitrary Large Chern Numbers
量子对偶性是当代理论物理学中一个影响深远的概念。本文通过具体的两带哈密顿模型，揭示了量子反常霍尔相的量子对偶性。我们的模型可以实现QAH相位与任意大的陈数。在实际材料中，这些模型可以通过$c_1=1$ QAH绝缘体的堆叠$n$层系统来实现。研究了能改变Chern数的拓扑相变。同时，我们对模型中的无隙边缘模进行了详细的研究，发现了一种新的体边界对应机制。
2016-03-28 cond-mat.mes-hall
The Chern-Simons Fermi Liquid Description of Fractional Quantum Hall States
复合费米子图像最近在分数量子化霍尔态和偶分母费米类液体态的描述方面都取得了显著的成功。在这篇评论中，我们给出了一个介绍性的陈-西蒙斯费米子理论，专注于描述的偶数分母状态不寻常的费米液体。内容包括：1.导言2.陈-西蒙斯费米子导论3. RPA 4.朗道费米液体理论和MRPA 5.磁化和M2 RPA 6.红外线中的微扰方法和故障7.复合费米子和偶极子的波函数图方法8. 9.第九章遗言
1998-12-11 cond-mat.mes-hall
Generalised Chern-Simons Theory of Composite Fermions in Bilayer Hall Systems
我们提出了一个场论的Jain的复合费米子模型作为推广到双层量子霍尔系统。我们定义的运营商创建复合费米子和写的哈密顿量正是在这些运营商。这被认为是熟悉的陈西蒙斯理论的复杂版本。在平均场近似下，复合费米子感受到的有效磁场与通常的陈·西蒙斯理论完全一样，并且在与洛佩兹、弗拉德金和哈尔佩林相同的填充因子值下预测了平台。但与通常的Chern Simons理论不同的是，我们在平均场水平上获得了第一量子化波函数的所有特征，包括它的相位、模和正确的高斯因子。我们所熟悉的单分子层的Jain关系和双分子层的Halperin波函数都是特例。
1997-02-10 cond-mat.mes-hall
Cavity Quantum-Electrodynamical Chern Insulator: Route Towards Light-Induced Quantized Anomalous Hall Effect in Graphene
我们表明，一个能隙诱导在石墨烯中的光物质耦合到一个圆偏振的光子模式在一个腔。使用多体微扰理论，我们计算的电子光谱表现出光子修饰的边带类似于Floquet边带的激光驱动材料。与Floquet拓扑绝缘体相比，在Floquet拓扑绝缘体中，光只在高频极限下的非共振驱动下才引起严格量子化的霍尔响应，而腔中的光子修饰狄拉克费米子则表现出以整数陈氏数为特征的量子化霍尔响应。特别是对于石墨烯，我们预测，可以在低温极限下诱导$2 e^2/h$的霍尔电导。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Pressure-tunable phase transitions in atomically thin Chern insulator MnBi$_2$Te$_4$
本研究通过磁阻测量与静水压调控，揭示少层MnBi$_2$Te$_4$在反铁磁相中的平庸绝缘态及高场Chern绝缘态，并证明压力可改变磁相互作用、带隙与无序效应。
2025-07-23 cond-mat.mes-hall
Hall Conductance of a Non-Hermitian Chern Insulator
在这封信中，我们研究了非厄米陈绝缘体的霍尔电导，并定量地描述了霍尔电导如何偏离量子化值。我们发现非厄米项对霍尔电导的影响是双重的。一方面，它加宽了各带的态密度，因此总是存在非普适的体贡献。另一方面，它在边态上增加了衰变项，使得拓扑贡献也偏离了量子化的陈数。我们提供了一个简单的公式的拓扑贡献一般两带非厄米陈绝缘体，作为一个非厄米版本的Thouless-Kohmoto-Nightingale-de Nijs公式。结果表明，当非厄米特项的强度增加时，或者当非厄米特项的动量依赖性增加时，对量化值的推导也会增加。我们的结果可以直接验证在合成的非厄米拓扑系统的非厄米项的强度可以控制。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable high-Chern-number quasiflat bands in twisted antiferromagnetic topological insulators
该研究利用反铁磁拓扑绝缘体薄膜的交织狄拉克态，通过莫尔工程实现了位于费米能级附近的孤立高陈数准平带，且可通过面外电场调控其拓扑相变，为高陈数平带态实现提供了新方案。
2024-08-15 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable antiferromagnetic Chern insulator in twisted bilayer transition metal dichalcogenides
本研究通过k空间Hartree-Fock计算发现AA堆叠转角双层MoTe₂在ν=-2处存在外电场稳定的反铁磁陈绝缘体，为莫尔超晶格中拓扑与关联的相互作用提供新视角。
2023-08-14 cond-mat.mes-hall
The Tomonaga-Luttinger Model and the Chern-Simons Theory for the Edges of Multi-layer Fractional Quantum Hall Systems
文文的手征Tomonaga-Luttinger模型是在Chern-Simons理论的无规相位近似下导出的，它适用于总填充因子nu=m/（pm +- 1）且p为偶数的m层量子Hall系统的边缘.该理论允许描述的边缘和平衡，包括他们的集体激发频谱和隧道指数到边缘。虽然隧穿指数对nu=m/（pm + 1）边缘的细节不敏感，但当nu=m/（pm - 1）边缘脱离平衡时，隧穿指数趋于减小。讨论了该理论对单层分数量子霍尔态的适用性。
2006-07-30 cond-mat.mes-hall
Tunable Valley Polarization and Valley Orbital Magnetic Moment Hall Effect in Honeycomb Systems with Broken Inversion Symmetry
在这封信中，一个可调的谷极化蜂窝系统与破缺的反转对称性，如过渡金属二硫属化物MX2（M = Mo，W; X = S，Se）单分子膜，通过椭圆泵浦进行了研究。与圆形泵浦相比，椭圆泵浦是产生相干谷偏振的更为普遍和有效的方法。当MX2单分子膜的两个谷区被掺杂或极化时，由不同谷区的相反Berry曲率驱动的一种新颖的反常谷区轨道磁矩霍尔效应被预测，并且可以在没有电荷电流的伴随下产生轨道磁矩电流，为谷区电子学和轨道电子学的探索开辟了一条新的途径。谷轨道磁矩霍尔效应被认为可以掩盖自旋霍尔效应，并且在椭圆泵浦下是可调谐的。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall
Tunable dispersion of the edge states in the integer quantum Hall effect
拓扑方面目前代表了凝聚态物理的一个推动领域。然而，很少有人建议拓扑现象的技术应用。然而，最重要的是通过整数量子霍尔效应校准电阻标准。我们提出了修改的样品显示整数量子霍尔效应，使费米速度的可调谐性可能通过外部控制参数，如栅极电压。以这种方式，到目前为止未探索的可能性出现，以实现设备，如可调延迟线和干涉仪。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
A tunable Fabry-Pérot quantum Hall interferometer in graphene
量子霍尔边缘通道的电子干涉法有望探测和利用非阿贝尔任意子的奇异交换统计。然而，在半导体异质结构中，量子霍尔干涉测量已被证明具有挑战性，并且经常被充电效应所掩盖。在这里，我们表明，高迁移率单层石墨烯配备了一系列的栅极可调量子点接触，作为电子分束器提供了一个模型系统来执行法布里-珀罗量子霍尔干涉。我们观察到高能见度Aharonov-Bohm干扰免费的充电效果和广泛的可调通过静电门控或磁场，在显着的协议与理论。在温度为$0.02$ K时的相干长度为$\mathbf{10 \,μm}$，使我们能够进一步实现相干耦合的双法布里-珀罗干涉术。我们的结果为量子霍尔干涉术和利用拓扑激发进行量子计算开辟了一条新的途径。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Chern-Simons theory of multi-component quantum Hall systems
Chern-Simons方法已被广泛用于在试探波函数框架下解释分数量子霍尔态。在本文中，我们概括了陈-西蒙斯变换的概念，系统与任何数量的组件（自旋或pseudospin自由度），扩展早期的结果与一个或两个组件的系统。我们通过加入辅助规范场和适当的约束来处理密度涨落。在这些领域的哈密顿量是二次的，因此可以被视为一个谐振子哈密顿量，通过等离子体类比与Halperin波函数连接的基态。我们调查的Chern-Simons变换的系数和填充因子，我们的模型是有效的几个条件。此外，我们讨论了几个奇异的情况下，与对称状态。
2010-04-16 cond-mat.mes-hall
Models for $d$ Wave Topological Superconductors and Quantum Anomalous Hall Effect with Arbitrary Large Chern Numbers
本文建立了二维手征$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$拓扑超导体和三维$d$波拓扑超导体的理论模型。此外，我们建立模型的任何二维C类和三维CI类拓扑超导体（任何偶拓扑不变量）。我们还构造了可以实现任意大陈数量子反常霍尔效应的具体模型。我们详细研究了我们的二维或三维模型的手征边缘模或无带隙表面态。在所有的情况下，我们发现新的机制，使边界状态的数量总是同意非平凡的散装拓扑结构，正如所要求的散装边界对应。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
A Chern-Simons Effective Field Theory for the Pfaffian Quantum Hall State
本文提出了一种描述Pfiran量子霍尔态普适类的低能有效场论。为了达到这个理论，我们观察到在$ν=1$玻色子Pfronan态的边理论是一个$SU(2)_2$卡茨-穆迪代数。由此得出相应的体有效场论是具有耦合常数$k=2$的SU（2）Chern-Simons理论。用磁通附加方法得到了其它Pfronan态的有效场论，如$ν=1/2$的费米子态。我们讨论准粒子的非阿贝尔统计的背景下，这个有效场论。
1997-11-11 cond-mat.mes-hall
Localization Trajectory and Chern-Simons axion coupling for Bilayer Quantum Anomalous Hall Systems
量子反常霍尔（QAH）多层膜提供了一个高陈数拓扑材料的平台。通过对双层QAH系统的量子输运性质和Chern-Simons轴子耦合的数值模拟，研究了强无序下Chern数C = 2的双层QAH系统的局域化路径.与C = 2的单层对应物相比，局部化轨迹表现出更丰富的行为，例如，C = 1的稳定中间态的存在可以通过模型参数来调节。这种状态在单层情况下总是不稳定的。此外，这两个参数缩放轨迹也表现出多种模式，其中一些是没有捕捉到的标准Pruisken图片。在向局域化的过程中，Chern-Simons轴子耦合显示出令人惊讶的显著峰，该峰在大尺寸极限下甚至更高和更尖锐。因此，无序双层QAH系统可以是这种由轨道运动介导的非平凡磁电耦合的良好候选者。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
High-Chern-number bands and tunable Dirac cones in $β$-graphyne
石墨烯是一种新兴的碳同素异形体，由于其能带结构中狄拉克锥的可调谐性，最近引起了人们的极大兴趣。在这里，我们表明，在$β$ -graphyne的自旋轨道耦合可以产生各种影响，其电子能带的拓扑性质。内在的自旋-轨道耦合产生高和可调的陈数带，这可能会主机拓扑和陈绝缘体，在存在和不存在的时间反演对称性，分别。此外，Rashba自旋轨道耦合可以用来控制布里渊区中狄拉克锥的位置和数量。这些研究结果表明，自旋轨道相关的物理在$β$ -graphyne是非常丰富的，特别是，该系统可以提供一个平台，实现一个二维材料与可调的拓扑性质。
2014-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect and Anderson Chern Insulating Regime in Noncollinear Antiferromagnetic 3Q State
我们研究了在二维六角晶格中，在反铁磁有序3Q态和无自旋轨道耦合的情况下，量子反常Hall和无序诱导Anderson Chern绝缘相的出现.利用紧束缚模型，我们表明，这样的系统不仅显示自旋极化的边缘本地化电流，其中的手征是能量依赖的，但也从平凡的金属拓扑绝缘制度的杂质诱导的过渡，通过一个边缘模式平台。我们计算了间隙的相图，并证明了边缘通道对变形和无序的鲁棒性。我们的研究表明，3Q态是基于反铁磁体的无耗散自旋电子学的一个很有前途的基石。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Supersymmetric Chern-Simons Theory and Supersymmetric Quantum Hall Liquid
本文将Chern-Simons理论和Chern-Simons-Landau-Ginzburg理论推广到超对称量子Hall液体。在超对称陈-西蒙斯理论中考察了陈-西蒙斯理论特有的拓扑结构和规范结构的超对称对应物。我们还探索了超对称量子霍尔液体的有效场论描述。关键的观察是电荷-通量对偶性。在此基础上，我们导出了超对称的Chern-Simons-Landau-Ginzburg理论，并讨论了超对称量子Hall液体中拓扑激发的物理性质。
2006-08-27 cond-mat.mes-hall hep-th
The Fractional Orbital Chern Hall Effect
分数量子霍尔效应是现代物理学的一个里程碑，它的发现为研究不服从阿贝尔物理的分数电荷铺平了道路。然而，所有的电子束都需要一个外部磁场，以便有分数带电的电子。本文对具有磁性的Kagome晶格中的强相互作用电子进行了理论研究。在最佳条件下，带隙在承载分数费米子的材料表面上打开。这些分数费米子形成复合准电子而不需要外部磁场。这些状态被预测为在不需要外部磁场的情况下托管CNOHE。
2023-03-05 cond-mat.mes-hall
Chern-Simons Theory for Quantum Hall Stripes
我们发展了一个描述二维电子气在中间磁场中的Chern-Simons理论。在这种方法中，非均匀态的出现类似于超导体的中间态。在半填充的最高朗道水平，我们发现单向电荷密度波（CDW）的解决方案。通过半经典计算，我们对面内磁场作用下CDW取向的变化给出了直观的解释。在电子带质量的各向异性建议作为一个可能的来源的CDW的可再现的取向。
2001-02-12 cond-mat.mes-hall
Chern band insulators in magnetic field
讨论了磁场对二维陈氏带绝缘体的影响。结果表明，不同于平凡的绝缘体，一个异常的霍尔绝缘体与陈数$C$成为金属时，磁场施加在恒定的粒子密度，任何$C>0$。对于具有自旋Chern分辨数$C_\uparrow= - C_\downarrow=C$的时间反演不变拓扑绝缘体，磁场诱导自旋极化的自旋霍尔绝缘体。我们还考虑了超晶格势的影响，并将以前的填充Hofstadter带的霍尔电导量子化的结果扩展到这个问题。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Topological Magnon-Phonon Hybrid Excitations in Two-Dimensional Ferromagnets with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维铁磁体中的磁振子-声子混合激发。混合激发，这是被称为磁振子极化子的散装带，分析表明是拓扑非平凡的，拥有有限的陈数。我们还证明了磁振子极化子带的陈数和带交叉线的数目可以通过外加磁场来控制。对于实验，我们建议使用热霍尔电导率作为探针的磁振子极化子的有限Berry曲率。我们的研究结果表明，一个简单的铁磁体上的正方形晶格支持拓扑非平凡的磁振子极化子，推广拓扑激发在传统的磁系统。
2019-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable High Spin Chern-Number Insulator Phases in Strained Sb Monolayer
本研究发现半金属性 Sb 单层具有自旋陈数为 2 的 HSCI 能带拓扑，并证明适度晶格应变可使其在绝缘态与半金属态间转变、实现 0 至 3 的可调自旋陈数。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable and giant valley-selective Hall effect in gapped bilayer graphene
贝里曲率类似于磁场，但在动量空间中，并且通常存在于具有非平凡量子几何的材料中。它赋予布洛赫电子横向反常速度，即使在没有磁场的情况下也能产生类霍尔电流。我们报道了原位可调谐的谷选择性霍尔效应（VSHE）的直接观测，其中反转对称性，从而电子的几何相位，是由一个面外电场控制。我们使用高品质的双层石墨烯与固有的和可调的带隙，照射圆偏振的中红外线，并确认所观察到的霍尔电压产生的光诱导谷人口。与二硫化钼相比，我们发现的数量级更大的VSHE，由于带隙的Berry曲率的逆缩放。通过对谷选择性霍尔电导的监测，研究了带隙对Berry曲率的影响。这种VSHE的原位操作为拓扑和量子几何光电器件铺平了道路，例如更鲁棒的开关和检测器。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall
Spin Hall conductance in a Y-shaped junction device in presence of tunable spin-orbit coupling
利用Landauer-Büttiker方法研究了三端Y型器件中存在可调自旋轨道相互作用时的自旋霍尔效应.我们已经发展了一种制造技术，用于在Y形器件的两个臂之间创建不同的角间距，以便研究角宽度对自旋霍尔电导（SHC）的影响。较小的角间距产生较大的电导。自旋量子化轴的任意取向也产生对应于Y形装置的不同角分离的SHC的有趣的三维等高线图。结果清楚地表明了自旋旋转对称性的破缺。进一步进行了系统的研究，比较和对比不同的SO项，如Rashba和Dresselhaus SO相互作用和角分离的相互作用。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Chern Vector Protected Three-dimensional Quantized Hall Effect
本研究提出由Chern矢量(0,m,n)保护的三维量子化霍尔效应，其两端响应和霍尔电导正比于(mL_y+nL_z)，揭示三维本质并给出实验候选方案。
2025-01-24 cond-mat.mes-hall
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Quantum Anomalous Hall Effects in MnBi$_2$Te$_4$ Thin Films
量子反常霍尔（QAH）效应最近在MnBi $_4$ $_2$ Te等本征磁性拓扑绝缘体（IMTI）的薄膜中实现。在这里，我们指出，这些IMTI的QAH间隙可以被优化，并且轴子绝缘体/半金属和陈绝缘体/半金属跃迁可以由$\sim 10$ meV/nm尺度上的电栅极场驱动。这种效应可以用简化的多层薄膜耦合狄拉克锥模型和薛定谔-泊松自洽场方程来描述。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas oscillations in the anomalous Hall conductivity of Chern insulators
在蜂窝晶格上的霍尔模型是一个典型的例子，系统的特点是量子化霍尔电导率在没有外部磁场，即量子反常霍尔效应。最近的理论工作预测，在自旋轨道耦合较强的拓扑绝缘体和蜂窝层中，大质量狄拉克费米子的反常霍尔电导率可以表现出Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。本文利用格点格林函数的精确谱展开，研究了强磁场作用下陈氏绝缘体的电子输运性质。我们发现，霍尔电导率的异常组件显示在低温下可见的SdH振荡。\textcolor{black}{The effect is shown to result from the modulation of the next-nearest neighbour flux accumulation due to the Haldane term,}，其从朗道光谱中去除电子-空穴对称性。为了支持我们的数值研究结果，我们推导出一个长波长的描述超出了线性（“狄拉克锥”）近似。最后讨论了反向磁场作用下能谱移动与拓扑能隙和晶格带宽的关系。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall
Tunable symmetries of integer and fractional quantum Hall phases in heterostructures with multiple Dirac bands
多层石墨烯中多个狄拉克带的共存导致了量子霍尔体系中丰富的相图。利用输运测量，我们绘制了BN封装的ABA堆叠的三层石墨烯的相图作为电荷密度n、磁场B和层间位移场D的函数，并观察了具有不同自旋、谷、轨道和宇称极化的状态之间的跃迁。这种丰富的图案来自不同子带的朗道能级之间的交叉，这反映了原位可调的不断发展的对称性。在D=0时，我们观察到填充因子为2/3和-11/3的分数量子霍尔（HHH）态。与双层石墨烯中的那些不同的是，这些C2 H4态被一个小的层间势所破坏，该层间势使不同的狄拉克带杂交。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Topological Entanglement Entropy in Chern-Simons Theories and Quantum Hall Fluids
我们用手术法直接计算了2+1维Chern-Simons规范理论中空间区域的纠缠熵。我们使用这些结果来确定的纠缠熵的阿贝尔和非阿贝尔量子霍尔流体的通用拓扑件。
2008-02-21 cond-mat.mes-hall hep-th
Measuring the Chern number with quantum oscillations
迄今为止，实验研究的大多数三维拓扑绝缘体表面态的一个特殊特征，即它们的粒子-空穴不对称性，使得这些材料中的量子振荡（Shubnikov de Haas和de Haas van Alphen振荡）特别丰富。我表明，这种特性可以利用测量陈数，并检测拓扑相变的拓扑绝缘体表面状态从量子自旋霍尔相位量子反常霍尔相位。我认为量子振荡的行为在拓扑绝缘体薄膜表面状态的拓扑激子凝聚体的存在下，或杂化的两个表面之间。作为塞曼场的函数，可以使用标准技术测量陈数和从量子自旋霍尔到量子反常霍尔相位的相变。这种效应必然依赖于粒子-空穴不对称性，这在目前已知的表现出拓扑绝缘体表面态的材料中普遍存在。
2012-10-31 cond-mat.mes-hall
Tunable Giant Spin Hall Conductivities in a Strong Spin-Orbit Semimetal: Bi$_{1-x}$Sb$_x$
本征自旋霍尔电导率计算强自旋轨道Bi $_{1-x}$ Sb $_x$半金属，从久保公式和使用Berry曲率评估整个布里渊区从紧束缚哈密顿量。在这些材料中，具有强自旋-轨道相互作用的近交叉带产生巨大的自旋霍尔电导率，范围从铋的474（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$到锑的96（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$;铋的值是铂的两倍多。对于对应于三维拓扑绝缘体状态的合金组合物，例如Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，大的自旋霍尔电导率持续存在。通过将化学势改变0.5 eV，对于掺杂的Bi或对于Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，自旋霍尔电导率可以改变五倍，这表明掺杂或电压调谐自旋霍尔电流的可能性。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
The Map between Symmetries and Orbital Rules to Realize Tunable Band Gap in Quantum Anomalous Hall Effect Material
本文建立了对称性与轨道规则的映射，通过旋转磁化方向控制晶格对称性以开关带隙，并预测TiSb单层为带隙可调的量子反常霍尔效应材料。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall
Tunable Magnonic Chern Bands and Chiral Spin Currents in Magnetic Multilayers
本研究发现反平行磁性多层膜中长程手性偶极相互作用可产生非零陈数体带与手性自旋流表面态，且表面态可通过外磁场切换相态，为可调拓扑磁振子表面态与低耗散自旋流输运提供了易实现的系统。
2022-01-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Chern pump: a bridge between integer quantum Hall effect and quantum spin Hall effect
我们提出一种称为陈氏泵的电子泵机制来解释陈氏绝缘体中的整数量子霍尔效应。利用混合Wannier表象中的平行输运规范，我们建立了Chern绝缘体中的体态和边态对应。同样的对应关系也可以在二维（2D）拓扑绝缘体（TI）中建立。因此，我们可以将2D TI视为两个时间反演（TR）相关CI的组合。量子自旋霍尔效应（QSHE）可以看作是两个与TR相关的陈泵将电子抽向相反方向。与Z2自旋泵相比，双Chern泵对QSHE的解释本质上是二维的，预示着QSHE可以在孤立器件中被探测到，从而使QSHE可以直接测量。
2012-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable Berry curvature, valley and spin Hall effect in Bilayer MoS$_2$
电子布洛赫带的手征性是层状二维材料许多有趣性质的原因。我们发现，在过渡金属二硫属化物（TMDC）的双层，不像在几层石墨烯和单层TMDC，层内和层间的耦合提供了重要的贡献的贝里曲率的$K$和$-K$谷的布里渊区。层间的贡献导致的Berry曲率的堆叠依赖性，我们指出常用的3R型和2H型双层膜之间的差异。由于层间的贡献，Berry曲率在双栅极器件中变得高度可调。我们研究了谷霍尔效应和自旋霍尔效应与堆叠类型和外电场的关系。虽然谷和自旋霍尔电导率没有量子化，在MoS $_2$ 2H双层，他们可能会改变符号作为外部电场的函数，这是让人想起的晶格陈氏绝缘体的行为。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall
Hierarchy Construction of Quantum Hall States and Non-Commutative Chern-Simons Theory
本文研究了量子Hall态的非对易Chern-Simons描述。我们的方法是基于Susskind在hep-th/0101029中提出的框架。利用准粒子流体的面积保持规范对称性规范对称性，我们证明了在Susskind方法中可以实现具有一般填充分数的量子Hall态的层次结构的非对易Chern-Simons描述.讨论了该模型与量子霍尔态的有效场论的关系。
2008-11-15 cond-mat.mes-hall hep-th
Tunable Fractional Quantum Hall Phases in Bilayer Graphene
量子系统中的对称性破缺往往会导致复杂的涌现行为。在双层石墨烯（BLG）中，垂直于基面施加的电场破坏了晶格的反转对称性，在电荷中性点处打开带隙。在量子化磁场中，电子相互作用可以在自旋自由度和谷自由度范围内引起自发对称性破缺，产生具有复杂有序度的量子霍尔态。在这里，我们报告的分数量子霍尔态（HHS）在双层石墨烯显示相变，可以通过横向电场调谐。这一结果为研究对称性破缺在具有不同拓扑序的涌现态中的作用提供了一个模型平台。
2014-03-09 cond-mat.mes-hall
Experimental Studies of Scaling Behavior of a Quantum Hall System with a Tunable Landau Level Mixing
研究了局域-离域过渡区纵向电阻和霍尔电阻的温度依赖性。我们进行测量的标度指数$κ$在朗道能级混合区在几个填充因子。利用变距离跳频理论提取定位指数$γ$。$γ$和$κ$的值被发现是通用的，独立于填充因子在我们的样品。我们可以得出结论，虽然朗道能级混合可以改变量子霍尔态的简并度，但对于包含固定无序分布的给定样品，标度指数的值保持不变。
2008-07-02 cond-mat.mes-hall
Dzyaloshinskii-Moriya Induced Topological Magnon-Phonon Hybridization in 2D Antiferromagnetic Insulators with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维蜂窝晶格反铁磁体中的磁振子-声子混合激发（磁振子-极化子）。在声子镜像对称破缺的面内Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction）下，我们发现在磁振子、光学声子带和声学声子带之间的反交叉环周围存在非平凡的Berry曲率，从而产生有限的Chern数.我们证明了磁振子-极化子带的陈数可以通过改变磁场方向或强度来操纵。我们评估了反映磁振子极化子的非平凡Berry曲率的霍尔热导率，并提出了一个谷霍尔效应作为可能的实验签名。我们的研究补充了以前的工作磁振子声子杂化系统没有光学声子，并提出了可能的应用自旋热电子学与拓扑磁振子和手征声子。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
