Induced Zeeman effect of moiré surface states in topological insulators
本文研究拓扑绝缘体表面摩尔超晶格对朗道能级的影响，发现磁场轨道效应可诱导额外塞曼项，使原本与磁场无关的第零朗道能级被面外磁场倾斜。
2025-07-07 cond-mat.mes-hall
Signatures of quantum mechanical Zeeman effect in classical transport due to topological properties of two-dimensional spin-3/2 holes
塞曼相互作用是一种量子力学效应，它支撑着诸如自旋量子比特之类的基于自旋的量子器件。通常，塞曼相互作用的识别需要与超低温耦合的大的面外磁场，这限制了基于自旋的设备的实用性。然而，在二维（2D）半导体空穴中，强自旋-轨道相互作用导致塞曼相互作用耦合自旋、磁场和动量，并且具有不同缠绕数的项。在这项工作中，我们展示了一个物理机制，塞曼条款可以检测到经典的运输。我们预测的效果是非常强的，和可调的密度和面内磁场的装置。它是二维空穴系统拓扑性质的直接标志，也是相对论量子力学效应在经典输运中的表现。我们讨论了实验观察和量子技术的影响。
2020-02-22 cond-mat.mes-hall
Zeeman-splitting-induced Topological Nodal Structure and Anomalous Hall Conductivity in ZrTe$_5$
利用第一性原理计算得到的紧束缚（WFTB）模型，研究了三维ZrTe $_5$在塞曼分裂驱动下的拓扑结结构随外磁场（B）方向的变化.已知小的外部刺激可以驱动3D ZrTe $_5$进入包括狄拉克半金属的不同拓扑相。为了强调塞曼分裂的影响，我们考虑了三维ZrTe $_5$在一个强TI阶段与一个小的带隙。随着塞曼分裂大于带隙，WFTB模型表明，当B场与晶体$a$或$b$轴对齐时，形成由（滑移）镜像对称性保护的I型节环，否则，当导带和价带接触时，形成一对I型Weyl节点。我们表明，一对外尔节点可以通过形成一个节点环消失，而不是需要两个外尔节点相反的手征走到一起。有趣的是，当B场沿$c$轴施加时，从顶部两个价带的交叉处出现II型节环。当B场在$bc$平面内旋转时，该节环裂开形成II型外尔节点。比较WFTB模型和线性化的$k \cdot p$模型，发现后者在某些B场方向上的不足。进一步，利用WFTB模型，我们数值计算了由Berry曲率引起的本征反常霍尔电导率${σ_{ac}}$随化学势和B场方向的变化。我们发现，当B场在$ab$平面内从$a$轴倾斜时，${σ_{ac}}$突然增加。我们的WFTB模型也显示出显着的异常霍尔电导率引起的避免能级交叉，即使在没有外尔节点。
2019-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unconventional enhancement of anomalous Hall effect by tilt of Zeeman field in topologically-nontrivial MXenes, $M_2M'$C$_2$O$_2$
该研究结合有效模型与第一性原理多轨道紧束缚模型，揭示拓扑非平凡 MXenes 中近邻磁序倾斜改变 Berry 曲率并非常规增强反常霍尔电导率。
2025-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity in Rashba semiconductors without a Zeeman field
在这篇手稿中，我提出了新的混合设备的基础上多线/通道Rashba半导体，其中港马约拉纳费米子（MF）没有塞曼场。相反，可以采用磁通量、超电流或电场，从而产生增强的装置可操作性。双纳米线/沟道系统的通用拓扑相图表现出量子临界性和丰富的相互作用的相位与0，1或2 MF每边的功能。最突出的和实验上可行的实现依赖于约瑟夫森结顶部的InAs-2DEG的已经存在的平台。后一种装置的适当设计允许具有1或2个MF的相位，这两个相位在具有单个或双单位电导的零偏置异常峰中都是可检测的。
2015-07-08 cond-mat.mes-hall
Majorana and fractionally charged bound states in 1-D Rashba nanowire under spatially varying Zeeman fields
研究了一维Rashba纳米线在空间变化的塞曼场作用下与$s$波超导衬底耦合时的拓扑相变。我们表明，该系统支持Majorana束缚态（MBS）和分数电荷束缚态（FBS）的Jackiw-Rebbi型。通过将塞曼哈密顿量分解为多个螺旋分量，我们发现每个螺旋分量都对应一个拓扑区域，其特征是出现了多螺旋分支。FBS出现在由任何两个具有不同拓扑构型的螺旋组分所产生的重叠间隙区域中，类似于SSH模型中的结处形成的那些。然后，我们开发了一个通用的标准的MBS和FBS的发生条件。我们的研究结果表明，大的Rashba自旋轨道耦合振幅或在弱塞曼场的存在下，系统有利于MBS，否则FBS更有利。最后，我们证明了零能束缚态的自旋分量在垂直于Rashba矢量的平面内是极化的，并且这种极化随塞曼场相位的变化而振荡.
2014-09-22 cond-mat.mes-hall
Majorana corner states in an attractive quantum spin Hall insulator with opposite in-plane Zeeman energy at two sublattice sites
高阶拓扑超导体和超流体的主机低维马约拉纳角和铰链状态，因为新的拓扑结构的边界展览。虽然这种拓扑非平凡的阶段已被广泛探讨，更多可能的计划是必要的工程马约拉纳状态。本文提出了在两个亚晶格位置具有相反面内塞曼能量的二维吸引量子自旋霍尔绝缘体中可以实现Majorana角态。适当的塞曼场导致正方形样品的相邻边缘具有相反的狄拉克质量，并且自然地诱导出马约拉纳角态。这种拓扑相位的特征在于马约拉纳边缘极化，只要边缘间隙保持开放，它对随机势的扰动是鲁棒的。我们的工作为实现二维二阶拓扑超流体和设计Majorana角态提供了新的可能性。
2022-02-13 cond-mat.mes-hall
Realization of a three-dimensional quantum Hall effect in a Zeeman-induced second order topological insulator on a torus
我们提出了一种在三维空间中实现二阶拓扑绝缘体（SOTI）中的量子霍尔效应（QHE）的方法。它是由材料结构、塞曼效应和表面曲率的非平凡相互作用引起的。与传统的2D和3D-QHE相比，我们表明，3D-SOTI QHE不受所施加的磁场的轨道效应的影响，并且仅存在于塞曼项的存在下，例如通过磁性掺杂诱导。为了解释3D-SOTI QHE，我们分析了3D-SOTI的边界电荷，并建立了它对穿过环面孔的Aharonov-Bohm通量的普遍依赖性。利用边界电荷和霍尔电导之间的基本关系，我们证明了后者的普遍量子化，以及其对随机无序势和连续变形的环面的稳定性。
2022-12-18 cond-mat.mes-hall
Full Optical Control of Topological Transitions in Polariton Chern Insulator Analog
激子-极化激元晶格允许在光学频率下实现拓扑保护的光子边缘态。利用极化激元的相互作用特性，我们证明了在TE-TM自旋轨道耦合和有效塞曼场作用下，极化激元石墨烯中可以出现属于量子反常霍尔族的几种拓扑相.这种塞曼场可以完全由圆偏振谐振泵浦产生的宏观占据模式的非线性控制。在Rashba场和Zeeman场的组合存在下，发现的拓扑相与正常石墨烯的拓扑相不同。
2016-06-23 cond-mat.mes-hall
Magnetically robust topological edge states and flat bands
我们研究了存在自旋分裂塞曼场的三维拓扑绝缘体的薄条。我们表明，在一定的条件下，在一个带的两侧的拓扑边缘状态仍然强大的时间反演对称性破缺塞曼场。对于塞曼场垂直于带的粒子-空穴对称系统，我们严格证明了边缘态的色散和自旋轨道结构保持不变。当塞曼场平行于带时，狄拉克谱变得平坦，但保持不变。在塞曼场的临界值以上，在边缘处出现拓扑平坦带。本文对Bi $_2$ Se $_3$的晶格模型进行了数值计算。这些计算表明，即使在这个系统中不严格满足粒子-空穴对称性，这些特殊的功能仍然存在。平带是可调谐的塞曼场，并可以在室温下实现在Bi $_2$ Se $_3$ -铁磁体异质系统。
2013-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Rotating Zeeman field as a tool for Majorana zero mode detection in topological superconducting wire
Institute of Molecular Physics of the Polish Academy of Sciences（波兰科学院分子物理研究所）
通过旋转纳米线中的塞曼场方向，同时保持量子点中塞曼场方向不变，分析量子点自旋极化变化，可检测马约拉纳零模形成和拓扑相变。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Engineering Corner States from Two-Dimensional Topological Insulators
我们从理论上证明了在二维$\mathbb{Z}_2$拓扑绝缘体中通过引入面内塞曼场可以实现具有鲁棒角态的二阶拓扑绝缘体.塞曼场破坏了时间反演对称性，从而破坏了$\mathbb{Z}_2$拓扑相位。然而，它尊重一些晶体对称性，因此可以保护高阶拓扑相。以Kane-Mele模型为例，我们发现塞曼场会使锯齿形边界的自旋螺旋边缘态产生缺口，而在锯齿形边界的交叉处会产生与场取向无关的缺口内角态.我们进一步表明，角状态对平面外塞曼场，交错的亚晶格势，Rashba自旋轨道耦合，和蜂窝晶格的屈曲是强大的，使它们在实验上是可行的。类似的行为也可以在著名的Bernevig-Hughes-Zhang模型中找到。
2020-03-22 cond-mat.mes-hall
Topological states and interplay between spin-orbit and Zeeman interactions in a spinful Su-Schrieffer-Heeger nanowire
基于InAs纳米线在轴向施加周期性栅势的情况，研究了自旋-轨道相互作用和自旋-Schrieffer-Heeger模型下的塞曼相互作用之间的相互作用.结果表明，通过调节约束势位形，可以得到非平凡的拓扑相。在没有塞曼场的情况下，我们证明了链的拓扑结构不受Rashba自旋轨道相互作用的影响，由于持续的手征对称性。边缘模式的能量可以通过改变外部磁场的大小和方向来操纵。值得注意的是，这两个自旋相关的相互作用的联合效应导致出现在由有限自旋二聚链的带的反交叉形成的间隙中的新的边缘状态，并且可以通过倾斜磁场方向合并到体态中。
2021-07-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Majorana Bound States in Double Nanowires with Reduced Zeeman Thresholds due to Supercurrents
我们研究了由两个具有强Rashba自旋轨道相互作用的纳米线组成的装置的拓扑相图，该纳米线受到外部磁场的作用，并被带到接近体$s$的位置。超导体中的超导电流。超导电流降低了塞曼能量和交叉Andreev超导配对的临界值，这些临界值是达到拓扑相所需的，一个马约拉纳束缚态位于系统的两端我们证明，即使在制度的交叉Andreev配对小于直接邻近配对，一个相对较弱的磁场驱动系统的拓扑相位由于存在的超电流。
2019-02-28 cond-mat.mes-hall
Second-order topological insulator under strong magnetic field: Landau levels, Zeeman effect, and magnetotransport
研究了三维手征二阶拓扑绝缘体（SOTI）在磁场作用下的性质。通过它的规范场，施加的磁场影响晶格上的电子运动，并且通过塞曼效应，场影响电子自旋。我们比较两种方法的问题：一个有效的表面理论，和一个完整的晶格计算。表面理论预言了在每个有间隙的表面上都有大量的狄拉克谱，一旦表面被磁通量穿透，就会产生朗道能级。表面理论与我们的晶格计算定性一致，准确地预测了表面间隙以及表面狄拉克带边缘状态的自旋和轨道分量。在格点理论的背景下，我们计算了有和没有磁场的谱，发现当施加规范场时与表面理论的偏差。发现最低的朗道能级的能量比表面理论预测的更接近于零，这导致了可观察到的磁输运特征：在表面间隙内，存在不同的能量区域，其中一个或两个手性铰链模式在任一方向上传播，将微分电导量化为一个或两个电导量子。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
High Landau levels of 2D electrons near the topological transition caused by interplay of spin-orbit and Zeeman energy shifts
在存在自旋轨道耦合的情况下，二维电子的能谱的两个分支在动量空间中发生位移。面内磁场的应用导致能量分支的分裂。当自旋轨道耦合和塞曼分裂同时存在时，能谱分支在某一能量处交叉。在这个能量附近，朗道量子化变得特殊，因为对应于各个分支的半经典轨道是耦合的。我们研究这种耦合作为接近的拓扑转变的函数。值得注意的是，对接近度的依赖是强烈不对称的，反映了交叉点附近轨迹行为的细节。同样值得注意的是，在跃迁的一侧，耦合的大小是这种邻近性的振荡函数。这些振荡可以用圣克尔伯格干涉来解释。特征失谐与磁长度的比例也是不寻常的。这种不寻常的行为不能通过简单地将交叉点附近的费米轮廓线性化来捕捉。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall
Gyrotropic Fingerprints of Magnetic Topological Insulator-Unconventional Magnet Interfaces
Indian Institute of Technology, Kanpur（坎普尔印度理工学院）；National Institute of Technology Silchar（锡尔哈尔国立技术学院）
研究通过齐纳量子几何框架揭示磁性拓扑绝缘体与非常规磁体界面的旋磁响应特征，为表征非常规磁绝缘体提供新方法。
2026-10-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological transition from nodal to nodeless Zeeman splitting in altermagnets
本文研究了自旋-轨道耦合下交变磁体的晶体环境对磁性和电子性质的影响，发现能带Zeeman劈裂具有受对称性保护的节线，并揭示了垂直磁场引发节线坍缩与Weyl pinch points湮灭的拓扑转变本质。
2024-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Superconductivity in a Planar Josephson Junction
我们考虑具有强自旋-轨道耦合的二维电子气与两个超导导线接触，形成一个约瑟夫森结。我们表明，在一个平面内的塞曼场的存在下，两个超导体之间的准一维区域可以支持一个拓扑超导相托管马约拉纳束缚态在其两端。我们研究了系统的相图作为塞曼场和两个超导体之间的相位差（作为外部控制参数处理）的函数。值得注意的是，在相位差为$π$时，对于几乎任何塞曼场和化学势值，都可以得到拓扑相位。在相位不受外部控制的情况下，我们发现当塞曼场变化时，系统发生一阶拓扑相变。在过渡时，在基态的相位差突然从一个接近零的值，在该系统是平凡的，到一个接近$π$的值，在该系统是拓扑的。通过结的临界电流在临界塞曼场处呈现出尖锐的最小值，因此是过渡的自然诊断。我们指出，在存在的对称性下的修改后的镜面反射，然后通过时间反转，系统属于一个更高的对称性类和相图作为相位差和塞曼场的函数变得更丰富。
2016-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Rashba Sandwiches with Topological Superconducting Phases
我们介绍了一个多功能的异质结窝藏各种拓扑超导相，其特征在于存在螺旋，手性，或单向边缘状态。改变参数，例如有效塞曼场或化学势，可以在同一设置中在这三个拓扑相之间进行调谐。我们的模型只依赖于传统的非拓扑成分。双层结构由一个s波超导体夹在两个二维电子气层之间，具有很强的Rashba自旋轨道相互作用。两种不同的配对机制，邻近诱导的直接和交叉Andreev超导配对之间的相互作用，产生多个拓扑相位。特别是，如果交叉Andreev超导配对占主导地位，螺旋边缘状态发生。此外，面内塞曼场导致具有单向边缘态的2D无带隙拓扑相，其先前被预测仅存在于非中心对称超导体中。如果塞曼场倾斜出平面，则系统处于具有手征边缘态的拓扑相。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Non-Abelian quantum order in spin-orbit-coupled semiconductors: The search for topological Majorana particles in solid state systems
我们证明了具有自旋-轨道耦合的普通半导体薄膜在适当的条件下可以处于量子拓扑有序态，该态支持遵循非阿贝尔统计的奇异Majorana激发.量子拓扑秩序的关键是自旋轨道耦合与邻近诱导的s波超导性和外部诱导的自旋塞曼耦合的共存。当塞曼耦合低于临界值时，系统是非拓扑的（邻近诱导的）s波超导体。然而，塞曼耦合的范围以上的临界值，最低的能量激发态内的涡旋是一个零能量马约拉纳费米子状态。因此，该系统，已进入一个非阿贝尔s波超导态通过拓扑量子相变（TQPT）调谐的塞曼耦合。在相同结构的一维情况下，当塞曼耦合超过临界值时，半导体量子纳米线的两端存在局域化的马约拉纳零能模。在这种情况下，塞曼耦合可以更容易地由平行于导线的外部磁场感应，从而避免了对磁绝缘体的需要。我们表明，尽管事实上，在纳米线中的超导对电位是明确的s波，隧道的电子线的两端揭示了一个明显的零偏置峰。当塞曼耦合低于其临界值时，即，纳米线处于非拓扑S波超导状态。我们认为，在半导体纳米线的零偏压隧穿峰的观察可能是迄今为止提出的最简单，最清晰的实验，明确地检测在凝聚态系统中的马约拉纳费米子模式。
2010-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Supercurrent vortices and Majorana zero modes induced by an inplane Zeeman field on the surface of a three-dimensional topological insulator
非均匀面内塞曼场可以在超导二维系统和薄膜中诱导自旋轨道耦合电子自发超电流。在这项工作中，它表明，电流涡流可以创建在一个长的均匀磁化的铁磁绝缘体，这是沉积在三维拓扑绝缘体的表面上的条带的末端。假设其表面的s波超导电性具有内在起源，或由邻近效应引起。结果表明，奇涡量的涡旋可以使Majorana零模局部化，而后者也可能是由窄畴壁引起的，这为通过移动畴壁来操纵这些模提供了一种途径.结果表明，涡度可以通过改变条带的磁化强度和宽度来调谐。分析了带磁化强度相对于Berezinsky-Kosterlitz-Erdless跃迁的稳定性。
2020-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum phase transition and fractional excitations in a topological insulator thin film with Zeeman and excitonic masses
研究了三维拓扑绝缘体薄膜中存在两种相互竞争的质量时的零温相图和分数激发：T对称激子凝聚和T破缺塞曼效应。两个拓扑不同的阶段被确定：在一个，准粒子可以被看作是在量子自旋霍尔阶段，在其他量子反常霍尔阶段。激子序参量的涡旋可以携带分数电荷和两相电子的统计信息。当系统在这两个相之间发生量子相变时，激子涡旋的电荷、统计和费米子零模的数目也发生了变化。通过直接积分费米子，导出了涡旋和外规范场的有效场论，并给出了在有或无轨道磁场的情况下，激子涡旋处局域的费米子零模的显式波函数.量子相变可以通过光学法拉第或克尔效应实验来测量，最后我们讨论了产生激子凝聚所需的条件。
2012-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Band Structure and Topological Properties of Graphene in a Superlattice Spin Exchange Field
我们分析了存在自旋轨道耦合和单向周期塞曼场的石墨烯的能谱，重点是它可能支持的狄拉克点的稳定性和位置。结果发现，在$K$和$K'$点的狄拉克点一般移动到布里渊区的其他位置，但它们仍然存在时，塞曼场$\vecΔ(x)$集成为零的单位细胞内。狄拉克点的位置可以有很多种：当$\vecΔ\parallel \hat{z}$时，它们沿着垂直于超晶格轴的方向从原来的位置移动，而周期性旋转的$\vecΔ(x)$的实现将狄拉克点移动到可以反映旋转电子自旋轨道的位置。当除了周期性的积分为零的$\vecΔ\parallel \hat{z}$之外，还施加均匀的塞曼场时，系统可以进入金属、狄拉克半金属或绝缘状态，这取决于均匀场的方向。后者被证明是一个反常的量子霍尔绝缘体。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hinge states in a system of coupled Rashba layers
我们考虑一个系统的堆叠隧道耦合二维电子和空穴气体层与Rashba自旋轨道相互作用受到交错塞曼场。不同层内隧道耦合的相互作用导致在三维空间中向拓扑绝缘体相的相变，从而承载无带隙表面态。交错的塞曼场通过产生具有无带隙铰链态的二阶拓扑绝缘体相进一步丰富了拓扑相图。拓扑相位的出现被证明在小塞曼场的政权解析和确认的数值模拟中的非微扰区域的相图。拓扑相是稳定的，对外部扰动和无序。
2019-10-03 cond-mat.mes-hall
Zeeman field-induced two-dimensional Weyl semimetal phase in cadmium arsenide
本文研究了量子限域Cd3As2薄膜在面内塞曼场和电场调控下出现的二维外尔半金属相，揭示了其饱和电阻率和奇数整数量子霍尔效应等独特输运特征，并通过四带k.p模型进行了解释。
2023-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological superconductivity in nanowires proximate to a diffusive superconductor-magnetic insulator bilayer
我们研究半导体纳米线耦合到一个双层的无序超导体和磁性绝缘体，最近的实验报告可能的马约拉纳零模式签名在相关架构的动机。具体来说，我们追求一个准经典Usadel方程的方法，对待超导性的双层自洽存在的自旋轨道散射，磁杂质散射，和塞曼分裂诱导的磁性绝缘体和一个补充的应用领域。在这个框架内，我们探讨工程拓扑超导性的纳米线接近双层的前景。我们发现，磁绝缘体诱导的塞曼分裂，通过超导体单独介导，不能诱导拓扑相，因为超导性的破坏（即，Clogston极限）抢占了所需的制度，其中纳米线的塞曼能量超过了诱导的配对强度。然而，这种塞曼分裂确实降低了获得拓扑相变所需的临界施加场，其中与磁性绝缘体的磁化反向平行的场具有最佳效果。最后，我们表明，磁性杂质散射降低了拓扑相位，和自旋轨道散射，如果存在于超导体中，推的Clogston限制到更高的领域，但同时增加了临界外加场强。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Nested Defects on the Boundary of Topological Superconductors
在三维拓扑超导体的二维边界处的螺旋Majorana边缘态可以被表面塞曼场带隙。在这里，我们研究的效果嵌套缺陷上的塞曼字段可以对边缘状态。我们表明，根据配置的字段，我们可以诱导的尺寸减少的无间隙马约拉纳模式从二维到一维或准0维的磁畴壁。我们确定这些缺陷的马约拉纳本地化的性质作为塞曼场的大小和配置的函数。最后，我们观察到一个概括的指数定理管理的接口之间的拓扑非平凡系统与部分陈数的无间隙模式的数量。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topologically Protected Extended States in Disordered Quantum Spin-Hall Systems without Time-Reversal Symmetry
我们证明了在具有垂直和水平塞曼场的无序Kane-Mele模型中，在存在大的Rashba耦合的情况下，存在鲁棒的体扩展态。通过对局域化长度和自旋陈数$C_\pm$的计算，利用能级统计分析绘制了相图。$C_\pm$受到有限能量和自旋迁移率间隙的保护。后者对于任意大的垂直塞曼场或低于临界强度或中度无序的水平塞曼场保持开放。在这种情况下，$C_\pm$的变化必然伴随着费米能级处迁移率间隙的闭合。数值模拟揭示了$C_\pm$的量子化值的急剧变化时，跨越散装扩展状态的区域，表明扩展状态的拓扑性质确实是链接到自旋陈数。对于大的水平塞曼场，自旋能隙在强无序时关闭，这促使量子化自旋陈数发生变化，而能量迁移率能隙没有关闭。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall
Quantum capacitance of an ultrathin topological insulator film in a magnetic field
本文研究了外磁场作用下双拓扑绝缘体薄膜的量子磁电容。本研究探讨塞曼作用与薄膜上下表面间杂化的相互作用。确定态密度，我们发现，电子空穴对称性被打破时，塞曼和杂化能量相对于彼此变化。这导致电荷中性点处的磁电容特性的变化。我们进一步表明，在塞曼相互作用和杂化的存在下，磁电容表现出拍在低和分裂的Shubnikov de Haas振荡在高垂直磁场。此外，我们解决了交叉从垂直到平行的磁场，并找到最近的实验数据的一致性。
2013-02-06 cond-mat.mes-hall
Andreev bound states versus Majorana bound states in quantum dot-nanowire-superconductor hybrid structures: Trivial versus topological zero-bias conductance peaks
受最近一项重要实验的启发[Deng et al.，Science 354，1557（2016）]，我们理论上考虑了具有邻近诱导超导（SC）、自旋轨道耦合和塞曼分裂的量子点-纳米线半导体系统中Andreev束缚态（ABS）和Majorana束缚态（MBS）之间的相互作用。点诱导的SC纳米线中的ABS表现出复杂的行为作为塞曼分裂和化学势的函数，具体的问题是两个这样的ABS是否可以走到一起形成拓扑MBS。我们认为物理的情况下，涉及的点是非SC，SC，或部分SC。我们发现，ABS确实倾向于合并在一起产生近零能量的中间带隙状态塞曼分裂和/或化学势的增加，但这主要发生在非拓扑制度，虽然有情况下，ABS可以走到一起形成一个拓扑MBS。这两种情况（两个ABS形成一个近零能量的非拓扑ABS或零能量的拓扑MBS）是难以区分的隧道电导光谱由于基本上相同的签名。理论上，我们通过知道拓扑量子相变的临界塞曼分裂或通过计算拓扑可见性来区分它们。我们发现，“粘在一起”的倾向ABS产生一个零能量的midgap状态是通用的D类系统，本身并没有说的拓扑性质的底层SC纳米线。在解释隧穿电导测量时必须谨慎，其中ABS的中间间隙粘在一起的行为不能被解释为具有非阿贝尔MBS的拓扑SC的确定性证据。我们还提出了一些实验技术区分平凡和拓扑ZBCP。
2017-09-06 cond-mat.mes-hall
Non-linear ballistic response of quantum spin-Hall edge states
拓扑边缘态表现出无耗散传输和电驱动的拓扑相变，使其成为不受摩尔定律约束的下一代晶体管的理想选择。然而，他们的分散从来没有被探讨，往往被认为是简单的线性，没有任何严格的理由。在这里，我们确定的非线性电响应的拓扑边缘状态的弹道制度，并证明了这种响应的方式cretains对称性破缺项的存在下，在边缘分散，如偏离非线性和倾斜的自旋量子化轴。非线性响应源于塞曼带隙两侧能带占据的不连续性，其方向由相对于塞曼场的自旋取向设定。我们确定了几类拓扑材料的边缘色散，并讨论了实验测量。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional symmetry breaking topological matters
我们讨论了三维空间中由狄拉克哈密顿量加一个附加哈密顿量所描述的拓扑电子态。当额外的哈密顿量是阿贝尔群的元素时，电子态变得拓扑非平凡，即使没有基本对称性，如时间反演和粒子-空穴对称性。用定义在二维部分布里渊区中的陈数表征了量子态的破缺拓扑态。塞曼场作用下的拓扑绝缘体是拓扑破缺的一个例子。我们证明了在强塞曼场作用下拓扑绝缘相到拓扑半金属相的转变。
2013-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic flux induced higher-order topological superconductivity
本研究提出无需自旋轨道相互作用的模型，利用塞曼场、反铁磁序和s波配对，通过交错磁通在二维实现二阶拓扑超导体，并堆叠得到三维高阶拓扑超导体。
2025-10-18 cond-mat.mes-hall
Transport Induced Dimer State from Topological Corner States
近年来，通过在二维蜂窝晶格的Kane-Mele模型中引入面内塞曼场，在理论上提出了一种新型的二阶拓扑绝缘体.一对拓扑角状态出现在一个孤立的菱形薄片的钝角的角落。为了探测角态，我们研究了它们的输运性质，通过附加两个引线的系统。在入射电子的修饰下，动态角态与静态角态有很大的不同。通过调谐面内塞曼场可以发生穿过修饰角态的共振隧穿。在共振时，这对空间上分离良好且高度局域化的角态可以形成二聚体状态，其波函数几乎延伸到菱形薄片的整个体积。通过改变塞曼场强度，多个共振隧穿事件由相同的二聚体状态介导。这种再进入效应可以通过一个简单的模型来理解。这些发现扩展了我们对二阶拓扑角态动力学方面的理解。
2021-03-12 cond-mat.mes-hall
Topological superconducting phases in disordered quantum wires with strong spin-orbit coupling
塞曼场可以驱动具有强自旋轨道耦合的半导体量子线进入支持末端马约拉纳费米子的拓扑相，为实现拓扑量子信息处理提供了一个有吸引力的平台。在这里，我们研究如何潜在的障碍影响的拓扑相位相结合的分析和数值方法。最突出的是，我们发现，对无序的拓扑相位的鲁棒性依赖于敏感和非单调的塞曼场施加到电线。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Universal Quantization of Magnetic Susceptibility Jump at Topological Phase Transition
从微观上研究了拓扑绝缘体的磁化率，发现当自旋的$z$分量守恒时，轨道-塞曼交叉项（OZ交叉项）与Berry曲率直接相关.特别地，OZ交叉项反映了自旋陈数，这导致了在拓扑相变处磁化率跳变的量子化。跳跃的幅度以通用值$4|e|μ_{\rm B}/h$为单位。这种量子化的物理起源是澄清。我们还将得到的公式应用到一个显式模型，并证明了量子化。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
Topological contribution to magnetism in the Kane-Mele model: An explicit wave function approach
在我们以前的出版物[S。Ozaki和M. Ogata，Phys. Rev. Research 3，013058]，对于Kane-Mele模型，使用Dirac点周围的展开，示出了磁化率中的轨道-塞曼（OZ）交叉项或自旋塞曼和轨道效应的交叉项的量子化。在本研究中，我们准确地评估轨道，自旋塞曼，和OZ交叉项的凯恩-梅勒模型使用最近开发的配方。这个公式是写在明确的布洛赫波函数，并使我们能够评估每个贡献，考虑到整个布里渊区的积分和求和的所有频带。此外，我们的计算结果证实了OZ交叉项的量子化，并揭示了它在金属情况下的行为。实验检测的量化的可能性进行了讨论。
2022-04-21 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rashba and valley-Zeeman splittings in weak localization of spin-orbit coupled graphene
University of Regensburg（雷根斯堡大学）
研究了石墨烯异质结中Rashba和谷-Zeeman分裂对弱局域化的影响，发现谷-Zeeman分裂在无Rashba分裂时不影响弱局域化，但在Rashba耦合情况下改变磁导电性符号，同时谷间散射影响导电性量子修正。
2025-09-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Pairing Symmetry, Phase diagram and Edge Modes in Topological Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov Phase
冷原子中自旋轨道耦合的实现引发了对超冷原子系统拓扑问题的探索。最近的理论预测表明，拓扑Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov（FFLO）超流体可以实现适当的自旋轨道耦合和塞曼场。在这项工作中，对这种新的拓扑物质的对称性，相图和边缘模式的全面理解。库珀对的动量对面内塞曼场和化学势起着重整化的作用。面内塞曼场和有限动量配对诱导不对称的有效$p$ -波配对，除了一小部分更高的轨道组件。相图由不同的相组成，这些相由超流体的拓扑结构和带隙性质决定。特别是，带隙和无隙拓扑FFLO相位具有完全不同的有限尺寸效应。这些新的特征表明，自旋-轨道耦合冷原子在实现拓扑物质，可能无法与固体物质提供了一个重要的平台。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
In-plane Zeeman field induced Majorana corner and hinge modes in an $s$-wave superconductor heterostructure
二阶拓扑超导体主机马约拉纳角和hingemodes在二维和三维的传统的边缘和表面模式。然而，这种二阶角模的实现通常需要非常规的超导配对或复杂的结或分层结构。在这里，我们表明，马约拉纳角模可以实现使用二维量子自旋霍尔绝缘体在接近接触的$s$波超导体和受面内塞曼场。超过临界值，面内塞曼场诱导相邻边界之间的有效狄拉克质量相反，导致一个马约拉纳模式在每个角落。类似的范例也适用于3D拓扑绝缘体与马约拉纳铰链状态的出现。避免复杂的超导体配对和材料结构，我们的计划提供了一个实验现实的平台，实现马约拉纳角和铰链状态。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Giant orbital Zeeman effects in a magnetic topological van der Waals interphase
Forschungszentrum Jülich（于利希研究中心）；Jülich Aachen Research Alliance, Fundamentals of Future Information Technology（于利希-亚琛研究联盟，未来信息技术基础）；RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Johannes Gutenberg University（约翰内斯·古腾堡大学）；Korea University（高丽大学）；Martin-Luther-University Halle-Wittenberg（哈雷-维滕贝格马丁路德大学）；Universität zu Köln（科隆大学）
本研究在石墨烯与Fe₃GeTe₂的vdW界面观测到朗德g因子约230的巨塞曼效应，揭示其源于磁性界面相的磁矩倾斜与拓扑轨道动量共同作用，并用扫描隧道谱结合针尖栅压实现了界面性质的调控。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall
Andreev spectrum with high spin-orbit interactions: revealing spin splitting and topologically protected crossings
我们数值研究了耦合到超导电极（S）的具有高自旋轨道相互作用的多通道介观量子线（N）的Andreev谱，对比了拓扑和非拓扑行为.在非拓扑情况下，采用具有Rashba相互作用的正方形晶格模型，我们发现，只要普通量子线可以容纳多个导电通道，Andreev能级的自旋简并度就会被S库之间的相位差所提升，这打破了零塞曼场的时间反演对称性。Andreev态在保持时间反演对称性的$π$的多个相位处保持简并，从而产生不被无序提升的能级交叉。与直流约瑟夫森电流相反，有限频率导纳（磁化率）对这些能级交叉和通过小塞曼场解除其简并性非常敏感。更有趣的是，具有次近邻自旋轨道相互作用的六方晶格的情况下，表现出一维拓扑螺旋边缘状态\cite{Kane2005}。然后，有限频率导纳在低温下携带在$π$处的受保护的Andreev能级交叉的非常特定的签名，并且以由塞曼场分裂的尖峰的形式为零能量。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall
Zeeman Field-Tuned Transitions for Surface Chern Insulators
拓扑晶体绝缘体的镜像对称表面具有偶数个狄拉克表面态。一个表面塞曼场一般间隙这些国家导致一个量子化的异常霍尔效应。改变塞曼场的方向，诱导不同的表面绝缘态之间的跃迁，其中任何两个陈数在-4和4之间。在晶体框架中，相边界发生在场取向上，场取向是在球体上具有（111）类法线的大圆。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Creating Majorana modes from segmented Fermi surface
我们提出了一个在面内塞曼场作用下从自旋螺旋系统中的二维无带隙超导态制备Majorana束缚态的新平台。拓扑1D通道是由准粒子通过Andreev反射从周围的完全带隙的超导区域的量子限制。我们的建议可以通过在近似的3D拓扑绝缘体上使用磁性绝缘体的窄条来实现。这种设置具有关键的优点，包括：小塞曼场，不需要微调的化学势，去除低能量有害状态，和大的可达到的拓扑间隙。
2020-06-11 cond-mat.mes-hall
Topologically trivial zero bias conductance peak in semiconductor Majorana wires from boundary effects
我们发现，由于异质结两端的抑制对势和/或过量塞曼场，在超导体-超导体混合纳米线中产生了拓扑平凡的零偏压电导峰（高度为4e^2/h），这两种情况都可以在实验中发生。零偏置峰（ZBP）（a）出现在阈值平行体塞曼场之上，（b）在分裂之前对于体场的范围是稳定的，（c）随着体塞曼场的旋转而消失，以及（d）对弱无序波动是鲁棒的。来自纳米线末端的ZBP也被期望产生与来自马约拉纳费米子的那些类似的外加场的分裂振荡。我们发现，区分这些平凡的ZBP（高度为4e^2/h）和马约拉纳费米子产生的ZBP（高度为2e^2/h）的唯一明确方法是比较（零温度）峰高和/或通过干涉实验。
2013-07-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Manipulating Majorana fermions using supercurrents
在s波超导体附近的拓扑绝缘体边缘和自旋轨道耦合量子线可以通过塞曼场的拓扑量子相变来调谐。在这里，我们表明，在s波超导体中流动的超导电流也驱动这样的转变。我们建议使用这种新的机制来生成和操纵马约拉纳费米子，局部化在域壁之间的拓扑和非拓扑区域的边缘或线。在量子线中，这种方法带来了额外的好处，即超导降低了拓扑相位出现的临界塞曼场。
2012-02-14 cond-mat.mes-hall
Crossed responses of spin and orbital magnetism in topological insulators
研究了时间反演对称拓扑绝缘体中自旋和轨道角动量的交叉磁响应。由于量子自旋霍尔系统和三维拓扑绝缘体中的自旋-轨道耦合，磁化率在磁性的自旋和轨道部分之间具有交叉（交叉）分量。在这项研究中，交叉磁化率的轨道磁化进行了研究，在二维和三维的拓扑绝缘体模型中，外部磁场相互作用的电子自旋塞曼耦合通过不同的g-因子的导带和价带。二维量子自旋霍尔绝缘体的交叉磁化率显示了响应于塞曼耦合的$\mathbb{Z}_2$拓扑相位通过平均g因子的量子化签名，并且即使当电子的$σ^z$守恒被倾斜的磁场打破时，量子化仍然存在。体轨道磁化解释的持续边缘电流归因于手征异常（1+1）维边界。在三维拓扑绝缘体中，我们发现交叉磁化率正比于导电子和价电子的g因子之差，这与二维情况有质的不同。用表面狄拉克费米子理论解释了在相变点处三维交叉极化率的陡变。最后，从时间反演和粒子-空穴对称性的角度讨论了二维和三维情况下交叉磁化率对g因子的依赖关系。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling Fusion of Majorana Fermions in one-dimensional systems by Zeeman Field
我们提出在二维拓扑绝缘体的边缘上实现Majorana费米子（MFs），该边缘靠近s波超导体，且存在横向交换场h.结果表明，在两个结处出现一对局部化的磁场，h方向的反转可导致两个磁场的排列。随着h的减小，MF态可以在π结上熔合或形成一个狄拉克费米子，表现出拓扑相变。这种特性可以用来检测当MF被转化为定域在π结上的狄拉克费米子时的物理状态。同时给出了两个MF解耦的条件。
2013-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interacting quantum fluid in a polariton topological insulator
我们研究了蜂窝周期势中旋量玻色-爱因斯坦凝聚体在塞曼场和光子系统特有的自旋-轨道耦合作用下的博戈柳博夫激发，这是由于TE和TM极化本征态之间的能量分裂造成的。我们还考虑了典型的腔极化激元的自旋各向异性相互作用。我们表明，非平凡的拓扑结构的单粒子的情况下也存在的相互作用系统。在低凝聚密度下，单粒子带的拓扑结构转移到bogolon色散。在临界值处，色散的狄拉克点处的自感塞曼场变为等于真实塞曼场，然后超过真实塞曼场，从而使能隙闭合，然后以反转的陈数重新打开。这种拓扑结构的变化伴随着单向边缘模式的传播方向的变化。这一结果表明，在玻色-爱因斯坦凝聚体中，拓扑绝缘体的手征性可以通过集体效应逆转。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Topological spin pumps I
我们建立了一个半经典动力学方法，将自旋旋转的波函数引入到输运方程中，研究了各种自旋相关抽运现象。我们采用这种技术来研究拓扑泵和说明自旋泵在几个模型中，各种自旋配置或拓扑电机驱动绝热泵。在Rashba模型中，我们发现拓扑自旋泵是由一个带正半Skyrmion电荷的Meron驱动的，其大小可以由外部门或塞曼场控制。另一方面，在Dresselhaus模型中，电子自旋是由负的meron泵出的。我们研究了塞曼场对拓扑自旋抽运的影响以及费米海在各种抽运中的响应。拓扑抽运现象归因于拓扑Stern-Gerlach分裂，并且发生在电荷抽运电流消失或可忽略的横向方向上。本文建立的输运方程也可用于研究反常霍尔效应和自旋霍尔效应，如附录所示。
2004-07-08 cond-mat.mes-hall
Stabilizing topological superconductivity in disordered spin-orbit coupled semiconductor-superconductor heterostructures
Clemson University（克莱姆森大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；West Virginia University（西弗吉尼亚大学）
通过增强SM-SC耦合和扩展泽曼场范围，该研究提出在掺杂自旋轨道耦合半导体-超导异质结构中稳定拓扑超导性和马约拉纳零模的方法。
2024-02-29 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling effect on quantum Hall ferromagnets with vanishing Zeeman energy
给出了窄量子阱中铁磁量子霍尔效应液体的相图，其中单粒子塞曼分裂消失，$ε_{\rm Z}$和明显的自旋轨道耦合。当$ε_{\rm Z}$减小时，液体的自旋极化场首先呈现易轴构型，然后形成螺旋态，这影响了液体的输运和NMR性质以及拓扑缺陷的形成.
1999-10-10 cond-mat.mes-hall
Particle-Hole Asymmetry in Gapped Topological Insulator Surface States
本文研究了能隙和塞曼相互作用对存在于拓扑绝缘体表面的螺旋狄拉克费米子的联合作用。磁光性质，磁化强度，霍尔效应和状态密度被认为是强调粒子-空穴的不对称性时出现的次主导薛定谔片包括随着主导狄拉克部分的哈密顿量。在适当的情况下，我们将我们的结果与塞曼分裂行为不同的单谷间隙石墨烯系统的结果进行比较。在不需要半经典Onsager量子化条件的情况下，我们给出了由带隙项和薛定谔项的组合效应引起的磁振荡中的相位偏移的推导。我们的结果同意以前的讨论的基础上半经典的论点。
2015-05-25 cond-mat.mes-hall
