Spin Hall Effect and Spin Transfer in Disordered Rashba Model
基于Rashba模型的数值研究,我们表明,自旋霍尔电导仍然有限的存在下的障碍,以一个特征长度尺度,超过它指数消失的系统尺寸。我们进一步进行了Laughlin规范实验的数值计算,发现所有的能级不能交叉在绝热插入的通量根据一般的水平排斥规则。与量子霍尔效应相反,它导致样本两个边缘之间的零自旋转移,因为每个状态在插入一个通量量子后总是演化回来。这意味着拓扑自旋霍尔效应随着无序的开启而消失。
2005-10-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Parity Hall Effect in Magnetically Disordered Topological Insulator Films
在磁掺杂薄膜拓扑绝缘体中,排列磁矩产生支持单个手征边缘态的量子反常霍尔相位。我们表明,作为系统退磁,无序随机取向的磁矩可以产生一个“量子反常宇称霍尔”相位与\emph{helical}边缘模式保护的酉反射对称性。我们进一步表明,引入超导性,结合选择性的反射对称性的门,允许创建和操纵的马约拉纳零模式,通过纯电气手段和零施加磁场。
2019-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Numerical Study of the Spin Hall Conductance in the Luttinger Model
我们提出了第一个数值研究的无序效应最近提出的内在自旋霍尔电导在三维(3D)晶格Luttinger模型。结果表明,自旋霍尔电导在很宽的无序强度范围内都是有限的,并且有很大的涨落。无序组态平均自旋霍尔电导随无序强度的增加而单调减小,并在安德森局域化发生前消失。还讨论了有限尺寸效应。
2005-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Universal classes of disorder scatterings in in-plane anomalous Hall effect
Anhui University(安徽大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院)
研究平面反常霍尔效应中三种普遍散射类型对霍尔电导的影响,揭示散射对 extrinsic 部分的非平凡贡献。
2026-03-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductance distributions in disordered quantum spin-Hall systems
利用量子网络模型,数值研究了无序量子自旋霍尔系统的电荷电导分布。我们发现,在金属-QSH绝缘体转变处的电导分布与金属-普通绝缘体转变处的电导分布明显不同。因此,临界电导分布不仅对边界条件敏感,而且对相邻绝缘相中边缘态的存在也敏感。我们还计算了点接触电导。即使当两端电导近似量子化,我们发现在点接触电导大的波动。此外,我们还发现点接触电导的平均值与其涨落之间存在一个半圆形的关系。
2010-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Sensitivity of anomalous Hall effect to disorder correlations
在二维狄拉克费米子模型中计算了任意关联弱无序下的纵向和反常霍尔电导率。的异常霍尔电导率被证明是高度敏感的随机电位的相关特性,如相关长度,而它仍然独立的积分无序强度。这种性质超出了狄拉克模型,使异常霍尔效应一个有趣的工具,探测无序相关。
2017-10-25 cond-mat.dis-nn
Sign change in the anomalous Hall effect and strong transport effects in a 2D massive Dirac metal due to spin-charge correlated disorder
反常霍尔效应(AHE)对金属相中的无序高度敏感。在这里,我们表明,电荷和自旋无序部门之间的统计相关性强烈影响的纵向电导率和符号/幅度的AHE。质量和电荷无序之间的相关性可以被吸收到有效质量中。一般来说,由于例如拓扑绝缘体中磁化的面内分量,也存在随机规范场,从而导致电导率的各向异性。随着电荷分量和规范质量分量之间的相关性增加,AHE也增加,达到其普适值,甚至超过它,尽管该系统是不纯的金属。当反相关反转有效质量时,AHE可以改变符号,这是最近实验中看到的符号变化背后的一种可能机制。
2019-03-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effect of surface disorder on the chiral surface states of a three-dimensional quantum Hall system
研究了三维量子霍尔系统中表面无序对手征表面态的影响。利用转移矩阵方法,我们发现在弱无序区,表面态沿磁场的局域长度随表面无序强度的增加而减小,而在强无序区,局域长度随表面无序强度的增加而增加。在强无序区,表面态主要位于第一内层,以避免最外层的强无序。局域化长度的异常增加可以用一个有效的模型来解释,该模型将表面层上的强无序映射到第一内层上的弱无序。我们的工作表明,表面无序可以是一种有效的方式来控制沿磁场的表面态的输运行为。我们还研究了各种表面无序强度的准一维(1D)制度的表面态的电导P(g)的全分布的表面无序的效果。特别地,我们发现P(g)在准一维金属区是高斯分布,在准一维绝缘区是对数正态分布。在交叉区域,P(g)表现出高度非平凡的形式,其形状与在没有时间反演对称性的情况下从弱无序准一维线的Dorokhov-Mello-Pereyra-Kumar方程获得的结果一致。我们的研究结果表明,P(g)是完全由平均电导,独立于系统的细节,在协议的单参数标度假设。
2021-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Unconventional conductance plateau transitions in quantum Hall wires with spatially correlated disorder
对存在空间关联随机势时量子霍尔线中的量子输运性质进行了数值研究。结果发现,潜在的相关性减少了与边缘状态相关的本地化长度,在与天真的期望,潜在的相关性增加it.The效果出现作为量子化的电导平台在长导线,其中平台跃迁发生在能量远高于朗道带中心的相当大的位移。位移的尺度是随机势强度的量级,并且对磁场的强度不敏感。实验的影响进行了讨论。
2007-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Fractional quantum Hall effect in strained graphene: stability of Laughlin states in disordered (pseudo)magnetic fields
我们解决的问题(分数)量子霍尔效应(QHE)的稳定性存在的伪磁无序产生的石墨烯片的机械变形。在忽略势无序和只考虑应变诱导随机赝磁场的情况下,可以明确地写出一个类似劳克林的试探基态波函数。利用Laughlin等离子体类比,我们证明了在波动的伪磁通量相对较小的振幅的情况下,整数和分数量子霍尔效应总是稳定的变形。相比之下,在衬底上的石墨烯中的气泡诱导的伪磁场(少量大通量)的情况下,无序可以足够强以在相应的经典库仑等离子体中引起玻璃化转变,导致分数量子霍尔制度的破坏和到最低朗道能级的非遍历状态的量子相变。
2016-11-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect in ferromagnetic disordered metals
在量子输运理论的框架下研究了无序带铁磁体中的反常霍尔效应。一个微观模型的电子在一个随机的潜在的相同的杂质,包括自旋轨道耦合。霍尔电导率是从Kubo公式计算的,斜散射和侧跳机制。最近讨论的Berry相位感应霍尔电流也在模型中进行了评估。强杂质散射的效果进行了分析,它被发现影响的比例的非对角(霍尔)和对角分量的电导率以及不同的机制的相对重要性。
2005-10-18 cond-mat.dis-nn
Disordered Quantum Transport in Quantum Anomalous Hall Insulator-Superconductor Junctions
本文基于有效边模型方法,数值研究了量子反常霍尔绝缘体-超导体结中的无序量子输运。特别是,我们专注于与自由平均路径的参数制度,由于弹性散射远小于样品尺寸,并讨论了无序的输运行为中存在的不同数量的手性边缘模式,以及非手性金属模式。我们的数值计算结果表明,多个手征边缘模或非手征金属模的存在将导致强烈的Andreev转换,引起半电子半空穴传输通过结结构,与单手征边缘模情况下Andreev转换的抑制形成鲜明对比.我们的研究结果表明,在量子反常霍尔绝缘体-超导体结的额外的输运模式的重要性,并将指导未来的运输测量。
2019-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetoconductance of the quantum spin Hall state
数值研究了量子自旋霍尔绝缘体在猝灭无序下的边缘磁导。对于一个有限的磁场B和无序强度W的数量级的体隙E_g,电导偏离其量子化值的方式似乎是线性的|B|在小B。所观察到的行为是在定性协议与尖状的功能,在最近的碲化汞量子阱上的磁输运测量观察到。我们提出了一个随W变化的维度交叉方案,其中对于弱无序W < E_g,边缘液体类似于无序无自旋的一维量子线,而对于强无序W > E_g,无序导致向二维体的频繁虚跃迁,其中原来的一维边缘电子可以经历二维扩散运动和二维反定域。
2010-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensional crossover of the integer quantum Hall plateau transition and disordered topological pumping
研究了矩形环面上的量子霍尔坪跃迁。随着环的纵横比的增加,二维临界行为,其特征在于在一个临界能量周围的消失的能量窗口中的拓扑状态的亚热力学数,急剧变化。在薄环面极限下,整个谱是安德森定域的;然而,大量的状态保持陈数$C\neq 0$。我们解决了这个明显的悖论映射薄环面量子霍尔系统到一个无序的无源泵浦,其中的陈数对应于一个电子的路径在真实空间中的一个泵周期的缠绕数。然后,我们定量表征大,但有限的纵横比,其中平均无水电导也表现出异常缩放的一维和二维制度之间的交叉。
2020-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Entanglement as a Diagnostic of Phase Transitions in Disordered Fractional Quantum Hall Liquids
利用量子纠缠方法研究了无序驱动的分数量子霍尔态到安德森绝缘体的相变。我们发现,过渡的信号是一个适当的平均纠缠熵的灵敏度急剧增加,相对于无序-其无序衍生物的大小出现分歧的热力学极限。我们还研究了作为无序函数的纠缠谱的能级统计。然而,不像戏剧性的相变信号的纠缠熵的衍生物,我们发现一个逐步减少的水平排斥只深在安德森绝缘相。
2016-11-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Interaction-enhanced integer quantum Hall effect in disordered systems
研究了二维相互作用无序系统的输运性质和拓扑相变。在动态平均场论,我们推导出霍尔电导,这是量子化的,并作为一个拓扑不变的绝缘体,即使当能隙是封闭的局域态。在有自旋的Harper-Hofstadter-Hatsugai模型中,在平凡绝缘体区域,我们发现在位排斥相互作用可以帮助弱无序诱导出整数量子霍尔效应,而在拓扑非平凡区域,它阻碍了安德森局域化.通常,相互作用拓宽了无序系统中拓扑相的区域。
2018-07-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Disorder-driven transition and intermediate phase for $ν=5/2$ fractional quantum Hall effect
填充数为$ν=5/2$的分数量子霍尔效应是非阿贝尔拓扑序的主要候选者,而在随机无序存在下这种状态的命运尚未解决。在这里,我们解决这个悬而未决的问题,实现无偏诊断的基础上数值精确对角化。我们计算了无序平均霍尔电导和相关的拓扑不变陈数的统计分布,这明确地表征了无序驱动的坍缩的H2O H状态。当无序强度向临界值增加时,基于无序组态平均波函数保真度和纠缠熵检测到连续相变。在强无序制度,我们确定了一个复合费米液体(CFL)相与波动的陈数,在鲜明的对比,著名的$ν=1/3$的情况下,安德森绝缘体出现。有趣的是,最低的朗道水平投影的局域密度分布,波函数重叠,和纠缠熵作为无序强度的函数,同时信号的中间阶段,这可能是有关最近提出的Pfwean-anti-Pfweanpuddle状态。
2018-09-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Disorder and temperature dependence of the Anomalous Hall Effect in thin ferromagnetic films: Microscopic model
本文研究了无序铁磁薄膜中的反常霍尔效应。使用的微观模型的电子在一个随机的潜在的相同的杂质,包括自旋轨道耦合,我们开发了一个通用的配方强,有限范围的杂质散射。显式计算在一个短的范围内,但强烈的杂质散射,以获得AH电导率的斜散射和侧跳机制。我们还评估了由于相互作用和弱局域化效应的量子校正。我们表明,对于任意强度的杂质散射,电子-电子相互作用的AH电导率的修正完全消失,由于一般的对称性原因。另一方面,我们发现,我们明确的评价弱本地化的强,短程杂质散射模型内的修正可以解释实验观察到的对数温度依赖性无序铁磁铁膜。
2007-10-29 cond-mat.dis-nn
Half-Quantized Hall Metal and Marginal Metal in Disordered Magnetic Topological Insulators
本研究揭示了无序磁性拓扑绝缘体中半量子化霍尔效应的鲁棒性机制,发现了无孤立临界点的边缘金属相,挑战了传统局域化理论,为拓扑相变研究与量子器件研发提供了新方向。
2025-08-27 cond-mat.dis-nn
Hall effect in 2D systems with hopping transport and strong disorder
我们重新考虑了具有跳跃传导的系统中的霍尔效应理论。本研究的目的是比较渗流方法的基础上的最佳三元组模型与数值模拟和最近的实验结果。我们表明,在最近邻跳跃制度,渗流理论的结果同意模拟。然而,在可变距离跳频(VRH)制度,最佳三元组模型无法描述的数值结果。这与在VRH体系中找到渗流簇中的最佳三元组位点的概率极小有关。这些三元组对霍尔效应的贡献似乎很小。我们描述了霍尔迁移率在VRH制度的经验定律从数值结果。这一规律与我们最近在二维量子点阵列中的实验数据一致。
2018-08-22 cond-mat.dis-nn
Low magnetic field anomaly of the Hall effect in disordered 2D systems: Interplay between weak localization and electron-electron interaction
研究了具有简并电子气的单量子阱GaAs/In $_x$ Ga $_{1-x}$ As/GaAs异质结在低磁场下的霍尔电阻率的非线性行为。已经发现,这种异常是伴随着较弱的电导率的温度依赖性相比,由量子校正的电导率的一阶理论预测。我们发现,在强无序系统中,这两种效应都源于弱局域化对相互作用修正的影响所引起的二阶量子修正,反之亦然。这种修正主要对电导率张量的对角分量有贡献,它像弱局域化修正一样依赖于磁场,像相互作用贡献一样依赖于温度。
2010-04-20 cond-mat.dis-nn
Evolution of quantum entanglement with disorder in fractional quantum Hall liquids
我们详细研究了无序分数量子霍尔液体中的基态纠缠。我们考虑电子在不同的填充分数$f$在最低的朗道水平,库仑相互作用。在$f=1/3,1/5$和$2/5$的不可压缩基态流形存在于零无序,我们观察到一个明显的最小值的纠缠熵的导数相对于无序。在每个填充,这个最小值的位置是稳定的,对系统的大小增加,但其幅度单调增长,并出现在热力学极限发散。我们认为这种行为的熵导数作为一个令人信服的信号预期的无序驱动的相变从拓扑分数量子霍尔相位平凡绝缘相。相反,在$f=1/2$的可压缩复合费米子海是目前在零无序,熵导数表现出更大的,几乎混乱,有限尺寸的影响,没有一个明确的相变信号的系统尺寸在我们的精确对角化限制。然而,纠缠熵与系统尺寸的依赖关系随着无序度的增加而变化,这与从复合费米子海到绝缘体的相变的预期一致。最后,我们考虑了可压缩Wigner晶体在零无序下具有竞争性的$f=1/7$,并分析了$f=1/3$中纠缠谱的能级统计.
2017-09-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Topological phase transition in disordered elastic quantum spin Hall system
研究二维力学系统中无序对拓扑态的影响,提出基于弹簧-质量模型的量子自旋霍尔绝缘体,用自旋Bott指数表征并验证无序诱导的拓扑相变,设计声子晶体证实边界拓扑保护态。
2022-12-19 cond-mat.dis-nn physics.app-ph
Temperature dependence of resistivity and Hall-coefficient in a strongly disordered metal: NbN
我们报道了kFl~3.27-10.12的均匀无序外延NbN薄膜在正常状态下的电阻率(rho)和霍尔系数(R_H)与温度的关系。这些薄膜的超导转变温度(Tc)在8.13 ~ 16.8K之间。虽然我们的最小无序薄膜显示出通常的金属行为,但对于kFl<8.13的所有薄膜,在高达300 K时,和都是负的。我们观察到所有薄膜的R_H(T)与ρ(T)呈线性关系。在2nm厚的Be膜上进行的测量显示出类似的行为。这种行为与无序金属中局域化和电子-电子相互作用的现有理论不一致。
2009-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effects of Disorder and Interactions in the Quantum Hall Ferromagnet
本文研究了量子霍尔铁磁体中无序和相互作用的影响,量子霍尔铁磁体是在垂直磁场中的二维电子气(2DEG)中实现的,朗道能级填充因子等于1。我们通过将原来的费米子哈密顿量投影到磁振子态来研究这个问题,磁振子态在铁磁基态附近表现为玻色子。该方法允许一个强相互作用的模型到一个非相互作用的重新制定。后者是一个非微扰的计划,包括在治疗的电子系统作为一个玻色子单粒子的两粒子中性激发。事实上,玻色子化的使用促进了系统研究中的无序。先前已经表明,无序可以驱动霍尔铁磁体中的量子相变。然而,这些研究要么是在非线性西格玛模型的框架下进行的,作为一个有效的低能理论,或包括远程库仑相互作用的量子描述,只有到Hartree-Fock水平。在这里,我们建立了一个无序驱动的量子相变从铁磁2DEG到自旋玻璃相的发生,考虑到电子之间的相互作用,在一个完全量子描述的随机相位近似水平。
2009-07-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el