Josephson spin-valve realization in the magnetic nodal-line topological semimetal Fe$_3$GeTe$_2$
三维范德华铁磁体Fe $_3$ GeTe $_2$（FGT）被认为是磁拓扑节线半金属的候选者。本文研究了在三维FGT剥离薄片下两个3~ $μ$ m间距超导In引线之间的横向电子输运。在30~mK低温下，我们观察到约瑟夫森超导电流在磁场$B$的作用下，表现出不寻常的临界电流$I_c$抑制.总体$I_c(B)$模式相对于B征不对称。我们证明，不对称性是由磁场扫描方向定义的，因此对于相反的扫描，$I_c(B)$模式是严格反转的（如$B$到$-B$反转）。我们还观察到正常磁场中$I_c(B)$的最大值和最小值之间的相互作用，而平面内的快速非周期$I_c(B)$波动。这些效应对于同质超导体-铁磁体-超导体结是不可能的，而对于约瑟夫森自旋阀则是已知的。在FGT中实现约瑟夫森自旋阀的最可能的情况是费米弧表面态和铁磁FGT体的自旋极化的不对准，但我们也讨论了磁畴之间的自旋相关输运的可能影响。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Large anomalous Nernst effect in a van der Waals ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
反常能斯特效应是由温度梯度驱动的电荷电流引起的，它对费米能级附近的Berry曲率非常敏感，为研究材料的拓扑性质提供了一种新的途径。Fe_3GeTe_2是近年来发现的二维范德华磁性材料的重要成员之一，由于其金属性和拓扑性，为反常能斯特效应提供了一个独特的平台。本文报道了在Fe_3GeTe_2中观察到的大的反常能斯特效应。反常霍耳角和反常能斯特角分别约为0.07和0.09，远大于普通铁磁体的反常霍耳角和反常能斯特角。通过利用莫特关系，这些大的角度表示一个大的Berry曲率附近的费米能级，与最近提出的Fe3GeTe2拓扑节线半金属候选人。我们的工作提供了Fe3GeTe2作为拓扑铁磁体的证据，并展示了使用二维磁性材料及其能带拓扑结构用于自旋热电子学应用的可行性。
2019-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A topological phase buried in a chalcogenide superlattice monitored by a helicity dependent Kerr measurement
通过GeTe和Sb $_{2}$ Te $_{3}$层的交替堆叠形成的硫属化物超晶格（SL），也称为界面相变存储器（iPCM），是基于自旋的存储器器件应用的主要候选者。理论上，iPCM结构已经被预测为根据组成层厚度形成3D拓扑绝缘体或狄拉克半金属。在这里，我们实验研究的拓扑绝缘性质的硫属化物SL使用螺旋度依赖的时间分辨克尔测量。研究表明，在某些硫族超晶格中，螺旋度依赖的Kerr信号呈现四周期振荡，周期为$π$ /2，表明存在Dirac-like锥.此外，我们发现，GeTe层的厚度增加显着改变的周期性，表明从狄拉克半金属到平凡的绝缘体的相变。我们的研究结果表明，厚度调谐硫属化物SL可以发挥重要作用的拓扑状态的操纵，这可能会打开新的可能性，基于硫属化物SL的自旋电子器件。
2019-07-27 cond-mat.mes-hall
Chiral Spin Spirals at the Surface of the van der Waals Ferromagnet Fe$_3$GeTe$_2$
拓扑保护的磁性结构为用于计算和数据存储的低功耗设备提供了鲁棒的平台。这些结构的例子是skyrmions，手性域壁和自旋螺旋。在这里，我们使用扫描电子显微镜与极化分析揭示了存在手性逆时针Néel自旋螺旋体的范德华铁磁体Fe $_3$ GeTe $_2$（FGT）的表面，在零磁场。这些Néel自旋螺旋在FGT的居里温度$T_\mathrm{C}= 220 \mathrm{~K}$下仍然存在，在整个研究的温度范围内，自旋螺旋的周期性$p=300 \mathrm{~nm}$几乎没有变化。逆时针旋转的自旋螺旋的形成强烈表明FGT中存在正的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，这为理解FGT的磁结构提供了第一步。我们的研究结果还铺平了范德华材料及其异质结构的手性磁性。
2020-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
$GW$ study of pressure-induced topological insulator transition in group IV-tellurides
采用密度泛函理论（DFT）和$G_0W_0$方法计算了窄禁带半导体PbTe、SnTe和GeTe的立方相电子结构.在DFT中，我们表明，与传统的半局域交换相关近似得到的带序是正确的SnTe和GeTe，但错误的PbTe。通过加入$G_0W_0$准粒子修正，恢复了高对称点L处的能带有序。然而，由于DFT单粒子态在靠近L的带边缘处的错误轨道特征，一次激发$G_0W_0$在能带结构中产生伪影。我们表明，为了纠正这些文物，它是足够的考虑非对角元素的$G_0W_0$自能对应于这些状态。我们还研究了这些材料的带隙的压力依赖性和从平凡到非平凡的能带结构的拓扑结构的过渡的可能性。对于PbTe，我们预测的频带交叉和拓扑转变发生在4.8 GPa左右。对于碲化锗，我们估计拓扑转变发生在1.9 GPa的约束立方相，压力低于一个结构的相变从菱面体立方。SnTe在环境压力下是晶体拓扑绝缘体，并且在大约$10\%$的体积膨胀下将发生向平凡拓扑的转变。
2020-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High Chern number phase in topological insulator multilayer structures: a Dirac cone model study
我们使用狄拉克锥模型来探索Zhao等人在磁掺杂拓扑绝缘体（TI）多层结构中实现的高陈数（C）相[Nature 588，419（2020）]。通过捕捉相边界随参数的变化，计算了T1多层结构的陈氏数，得到了T1多层结构的陈氏数相图。高C行为归因于重整化狄拉克锥的带反转，伴随着带反转，在Γ点处的自旋极化将增加。此外，还研究了另外两种TI多层结构和TI超晶格结构。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Synthesizing Weyl semimetals in weak topological insulator and topological crystalline insulator multilayers
我们提出了一种不同的路线，时间反演不变Weyl半金属采用多层异质结构，包括普通的“平凡”绝缘体和非平凡绝缘体与\textit{pairs}的保护狄拉克锥的表面上。我们认为这两种情况下的弱拓扑绝缘体，表面狄拉克锥被钉扎到时间反演不变动量，和拓扑晶体绝缘体与unpinned表面狄拉克锥。对于这两种实现，我们解释现象学如何建议建设导致外尔半金属相的出现。我们进一步制定有效的低能量模型，我们证明了存在的半金属相与四个孤立的外尔点。最后，我们讨论了如何提出的设计可以实现实验与国家的最先进的技术。
2017-09-12 cond-mat.mes-hall
Topological crystalline insulator phase in graphene multilayers
虽然三维拓扑绝缘体的实验进展迅速，但二维拓扑绝缘体的发展相对缓慢，尽管它们具有技术前景。主要原因是迄今为止仅在半导体量子阱中实现二维拓扑绝缘体的材料挑战。在这里，我们确定了一种二维拓扑绝缘体的材料，不面临类似的挑战，这是目前最广泛的和良好的表征：石墨烯。对于某些相称的层间扭曲，石墨烯多层膜是具有相当大带隙的绝缘体。我们表明，他们是此外，在拓扑相保护晶体对称性。作为其基本特征，这种拓扑状态支持一维边界模式。它们形成低耗散的量子线，可以纯粹用静电来定义。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Topological defects in antiferromagnetically coupled multilayers with perpendicular anisotropy
最近在具有垂直各向异性的反铁磁耦合多层膜中观察到的丰富多样的特定多畴织构包括规则（平衡）多畴态以及不同类型的拓扑磁性缺陷。本文用唯象理论对反铁磁基态中可能存在的磁缺陷进行了分类和分析，确定了它们的结构。我们推导出缺陷的最佳尺寸作为反铁磁交换，所施加的磁场，和多层膜的几何参数的函数。计算的磁相图显示了各种磁缺陷的存在区域。实验研究了[Co/Pt]/Ru多层膜中不同磁预历史后的磁缺陷态，揭示了不同磁缺陷畴类型的对应序列。
2008-06-16 cond-mat.mes-hall
High-Chern number phase in the topological insulator multilayer structures
在最近的实验中，在由交替的磁性掺杂和未掺杂的拓扑绝缘体（TI）层组成的多层结构上已经观察到了Chern数C>1的高Chern数相。本文提出了一种确定TI多层结构中陈数的有效方法，并对磁掺杂和中间层厚度调制的陈数相图进行了系统的研究。我们指出，在多层结构中，高C行为可以归因于带反转机制。此外，我们还发现最低带在Gamma点附近可能是多重简并的，当它们反转时，Chern数的变化将大于1。除了在实验中实现的TI多层结构外，我们还探索了在另外两种TI多层结构中的高C相位实现。我们的实验结果的影响进行了讨论。
2021-07-10 cond-mat.mes-hall
Signature of multilayer graphene strain-controlled domain walls in quantum Hall effect
畴壁，定义多层石墨烯中不同堆叠区域之间的边界的拓扑缺陷，已被证明具有令人兴奋的物理学。在电子输运实验中原位调整这些拓扑缺陷的能力在畴壁的基本理解以及电子应用方面带来了丰富的可能性。在这里，我们展示了通过MEMS（微机电系统）驱动器和磁阻测量畴壁的多层石墨烯量子霍尔效应的效果。可逆和受控的单轴应变触发这些拓扑缺陷，表现为新的量子霍尔效应平台以及跨器件的电流的离散和可逆调制。我们的研究结果得到了理论计算的支持，并构成了通过电子输运探测多层石墨烯中拓扑缺陷的原位调谐的第一个迹象，为在电子应用中使用可逆拓扑缺陷开辟了道路。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall
Electronic properties of graphyne-$N$ monolayer and its multilayer: even-odd effect and topological nodal line semimetalic phases
本文研究了石墨炔- $N$（由$sp$和$sp_2$键组成的平面碳片）的单层和ABC叠层的电子结构和拓扑性质。利用密度泛函理论和有效连续介质模型，我们发现苯环间碳-碳三键数$N$对能带结构的依赖性存在显著的奇偶效应.具体地说，偶- $N$石墨炔单层在费米能级附近具有双简并导带和价带，并且在其ABC多层中，双简并带的带反转导致具有非平凡$\mathbb{Z}_2$电荷的半金属相。相反，奇$N$单层在单独的谷中具有单简并带，并且其ABC多层可以仅具有$\mathbb{Z}_2$ -平凡节线。具有较大$N$的ABC石墨烯由于较小的层间耦合而倾向于平凡绝缘体，而外部压力诱导从平凡相到节线半金属相的拓扑相变。
2020-09-23 cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal in a Topological Insulator Multilayer
我们提出了一个简单的实现的三维（3D）Weyl半金属相，利用多层结构，由相同的薄膜的磁性掺杂的3D拓扑绝缘体（TI），由普通绝缘体间隔层分开。我们表明，该系统的相图包含一个Weyl半金属相的最简单的可能的种类，只有两个狄拉克节点相反的手征，分离在动量空间中，在其能带结构。这种特殊类型的外尔半金属具有有限的异常霍尔电导率，手性边缘状态，并作为普通绝缘体和具有量子化霍尔电导率的3D量子异常霍尔绝缘体之间的中间相出现，等于每个TI层的$e^2/h$。我们发现，外尔半金属在零温度下具有非零的直流电导率，因此是一种不寻常的金属相，其特征在于有限的异常霍尔电导率和拓扑保护的边缘状态。
2011-09-16 cond-mat.mes-hall
Topological phase transition from trigonal warping in van der Waals multilayers
在三角晶格范德瓦尔斯多层膜中，由于层间跳跃，普遍存在三角翘曲。我们从理论上研究了三角弯曲对不同拓扑相的影响，如量子反常霍尔效应（QAHE）和量子谷霍尔效应（QVHE）。以Bernal堆叠的双层石墨烯为例，我们发现在大的交换场和/或层间电势差下，三角形翘曲通过在远离高对称点的动量处诱导额外的带反转点，在QAHE的形成中起着至关重要的作用。三角翘曲的存在收缩了QAHE和QVHE的相空间，导致出现谷极化QAHE，其具有从$ \mathcal{C}=-7 $到$ 7 $的高陈数。这些结果表明，当动量远离高对称点的布洛赫态参与时，泛三角弯曲可能起重要作用。
2016-12-28 cond-mat.mes-hall
Temperature-Dependent Spin-Orbit Torque Generation in Perpendicularly Magnetized Topological Insulator-Magnetic Multilayer Heterostructures
University of Leeds（利兹大学）
该研究探究垂直磁化拓扑绝缘体-磁性多层异质结的温度依赖自旋轨道转矩，发现含Bi₂Se₃的异质结转矩显著增强，TI衍生的自旋动量锁定电流主导大阻尼类转矩，且受界面结构和缓冲层厚度影响。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall
Electrical tuning of helical edge states in topological multilayers
在拓扑绝缘体中，GaSb/InAs量子阱呈现出支持量子自旋霍尔绝缘体相的能带的断裂间隙排列，并且形成了在寻找奇异物质状态中的重要构建块。这样的结构允许带隙反转，电子和空穴被限制在相邻层中，为调整相应的拓扑性质提供了肥沃的土壤。利用全三维8带${\bf k}\cdot{\bf p}$方法研究了沿生长方向施加电场对GaSb/InAs/GaSb和InAs/GaSb/InAs多层膜的反转能带结构和螺旋边态的影响.通过调节电场模量，我们诱导的导带和价带的能级的变化，导致在量子自旋霍尔绝缘体相的螺旋边缘状态主要局限在GaSb层。特别是，我们发现，InAs/GaSb/InAs有一个大的杂化间隙约$12\,\textrm{meV}$，因此，有希望观察到无质量的狄拉克费米子与一个大的费米速度。我们的GaSb/InAs多层膜的全面表征创建了一个基础平台，在此基础上可以对比III-V异质结构的进一步优化。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Topological Phases in a Weyl Semimetal Multilayer
我们研究了一个正常的绝缘体和Weyl半金属的多层系统。我们计算了体能带结构，并确定相图通过改变正常绝缘体的厚度和Weyl半金属层使用两种模型，一个是从有效模型的Weyl半金属，另一个是晶格模型。我们比较了两个模型的结果，发现它们吻合得很好。结果发现，多层系统表现出不同的性质取决于堆叠方向相对于两个Weyl节点之间连接的位移矢量。当堆垛方向垂直于位移矢量时，只出现外尔半金属相和正常绝缘体相。当它与位移矢量平行时，相图丰富，不仅包含Weyl半金属相，而且包含不同Chern数的量子反常Hall相。此外，相变可以根据外尔节点的轨迹来理解。
2017-04-07 cond-mat.mes-hall
High Chern number van der Waals magnetic topological multilayers MnBi$_2$Te$_4$/hBN
陈式绝缘体是一种二维磁性拓扑材料，它通过一维手征模沿其边缘导电。这些模式的数量是一个拓扑不变量，称为第一陈数$C$，它定义的量子化霍尔电导为$S_{xy}= C e^2/h$。增加$C$是实现低功耗拓扑电子学的关键，但到目前为止，这个问题还没有明确的解决方案，大多数现有的陈式绝缘体显示$C=1$。在这里，通过使用国家的最先进的理论方法，我们提出了一种有效的方法来实现高$C$陈绝缘体状态的MnBi $_2$ Te $_4$ /hBN的范德华多层异质结构。我们发现，堆叠的$n$ MnBi $_2$ Te $_4$薄膜与$C=1$插入hBN单层引起高陈数态与$C=n$，其特征在于由$n$手性边缘模式。这种状态可以在外部磁场和没有外部磁场的情况下实现，两种情况都导致量子化霍尔电导$S_{xy}= C e^2/h$。因此，我们的结果为实用的高- $C$量化霍尔系统铺平了道路。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall
Layer-selective and magnetic-field-enhanced transport of topological kink states in rhombohedral multilayer graphene
School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院）
本研究针对ABC堆垛菱面多层石墨烯，揭示拓扑谷扭结态的层极化特性，发现垂直磁场可通过打破其层对称分布抑制谷间散射，增强其无序区透射率，为操控该态传播提供有效途径。
2026-09-02 cond-mat.mes-hall
Coexistence of Merons with Skyrmions in the Centrosymmetric van der Waals Ferromagnet Fe5GeTe2
Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$是一种中心对称的层状范德华（vdW）铁磁体，其居里温度$T_c$（270-330 K）在自旋电子学应用的有用范围内。然而，人们对它的拓扑自旋纹理之间的相互作用知之甚少（例如，merons、skyrmions），其具有技术上相关的输运性质，例如拓扑霍尔效应（THE）或拓扑热输运。在这里，我们通过高分辨率的洛伦兹透射电子显微镜，meron和反meron对共存与Néel skyrmions在Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$在很宽的温度范围内，并探测其对热和电输运的影响。我们检测到的THE，即使在房间$T$，感测merons在较高的$T$ s，以及它们与skyrmions共存的$T$降低，表明按需热驱动形成的任何类型的自旋纹理。值得注意的是，我们还观察到一个非常规的THE在没有洛伦兹力和属性之间的相互作用载流子和磁场诱导的手征自旋织构。我们的研究结果暴露Fe $_{5-x}$ GeTe $_2$作为一个有前途的候选人的skyrmionics/meronics由于不同的，但共存的拓扑磁纹理和非常规的电荷/热载流子的运输之间的相互作用的应用程序的发展。
2023-02-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum spin Hall phase in multilayer graphene
所谓的量子自旋霍尔相是一种拓扑非平凡的绝缘相，预计将出现在石墨烯和石墨烯类系统中。在这项工作中，我们解决的问题，这种拓扑性质是否持续多层系统。我们考虑两种情况：纯多层石墨烯和其中石墨烯被具有强自旋-轨道耦合的普通绝缘体封装的异质结构。我们采用四轨道紧束缚模型，包括全原子自旋轨道耦合，我们计算的$Z_{2}$拓扑不变量的体态以及边缘态的扶手椅终端的半无限晶体。对于均匀的多层膜，我们发现，即使当自旋轨道相互作用打开所有可能的堆叠的间隙，只有那些奇数层主机无间隙的边缘状态，而那些偶数层是平凡的绝缘体。对于石墨烯被平凡绝缘体封装的异质结构，事实证明，层间耦合能够诱导拓扑间隙，其大小由封装材料的自旋轨道耦合控制，这表明量子自旋霍尔相可以通过接近平凡绝缘体来诱导。
2015-03-23 cond-mat.mes-hall
Topological properties of multilayer magnon insulators
二维磁绝缘体是拓扑磁振子的理想宿主。在这项研究中，我们表明，ABC堆叠的蜂窝晶格多层膜与交替Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya）揭示了丰富的拓扑磁振子相图。基于我们的能带结构和Berry曲率的计算，我们证明了跳跃的热霍尔行为，证实了拓扑相变触发调整层间耦合。我们将一般多层膜的相图与双层和三层系统联系起来。我们发现一个偶奇效应之间的多层膜中，偶数层显示没有跳跃的热霍尔电导率，但奇数层。我们还观察到拓扑邻近效应的存在，在我们的三层。我们的结果提供了新的方案来操纵陈数和它们的可测量的影响，在拓扑磁振子系统。
2021-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing the topological protection of edge states in multilayer tungsten ditelluride with the superconducting proximity effect
Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；Princeton University（普林斯顿大学）；Indian Institute of Technology Guwahati（印度理工学院古瓦哈提分校）；Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所，北京凝聚态物理国家实验室）；Laboratoire National de Métrologie et d’Essais（国家计量与测试实验室）
研究多层钨二碲化物边缘态的拓扑保护作用，通过超导近邻效应探测其拓扑绝缘体特性，利用SQUID干涉仪验证边缘态的超流特性。
2026-05-07 cond-mat.mes-hall
Higher-order topology in twisted multilayer systems: a review
本文综述了物理学领域各学科对高阶拓扑相（HOTPs）的研究兴趣，聚焦二维扭曲多层系统这一理想平台，概述其在电子、磁振子等多领域的最新进展并展望未来。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall
Multilayer Haldane model
本文提出了层状材料模型，其中每一层都用传统的Halfton模型描述，而层间跳跃参数对应于ABC堆积。我们计算得到的模型的拓扑不变量$N_3$，这是负责本征量子霍尔效应的导电性。结果表明，在一定的层间跳跃参数取值范围内，$N_3$的值等于层数乘以每层的拓扑不变量。同时，该值可以使用低能有效理论来计算。
2022-04-01 cond-mat.mes-hall
Topological invariant of multilayer Haldane models with irregular stackings
本文研究不规则堆叠的多层Haldane模型，证明其拓扑不变量等于层数乘以单层值，且层间跃迁不诱导能隙闭合与相变。
2023-02-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Evidence of Higher Order Topology in Multilayer WTe$_2$ from Josephson Coupling through Anisotropic Hinge States
非中心对称的Td-WTe $_2$，以前被称为II型Weyl半金属，预计具有更高阶的拓扑相与拓扑保护，螺旋一维（1D）铰链状态时，他们几乎没有分离的Weyl点被湮灭。然而，这些铰链状态的检测是困难的存在下的半金属行为的散装。本文通过分析超导磁场对Nb-WTe $_2$ -Nb邻近约瑟夫森结中铰链态的干扰，在空间上分辨出了铰链态。沿着WTe $_2$晶体的a轴的约瑟夫森电流，而不是沿着b轴，在结的边缘处显示出急剧的增强;增强的约瑟夫森电流的量与单个1D导电沟道的上限相当。我们的实验观测提供了WTe $_2$中的高阶拓扑相及其相应的各向异性拓扑铰链态的证据，与理论计算符合得很好.我们的工作为超导异质结构中拓扑半金属的铰链输运研究铺平了道路，包括它们的拓扑超导性。
2019-09-06 cond-mat.mes-hall
Supermoiré reconstruction and domain-resolved valley topology in helical multilayer graphene
Seoul National University（首尔大学）；Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2), CSIC and BIST（加泰罗尼亚纳米科学和纳米技术研究所（ICN2，西班牙高等科学研究委员会和巴塞罗那独立系统大学））；University of Seoul（首尔大学）
研究螺旋多层石墨烯的超摩尔松弛和低能电子结构，揭示折叠狄拉克扇区对低能谱的划分及谷陈数的拓扑响应。
2026-11-11 cond-mat.mes-hall
Topological flat bands in rhombohedral tetralayer and multilayer graphene on hexagonal boron nitride moire superlattices
研究了菱面体四层及多层石墨烯在六方氮化硼莫尔超晶格上的拓扑平带，发现其带宽可通过电场和扭转角调控，且具有非零谷陈数，与层数成正比。
2023-04-25 cond-mat.mes-hall
Hinged Quantum Spin-Hall Effect in Antiferromagnetic Topological Insulators
在这项工作中，我们预测了铰链量子自旋霍尔（HQSH）效应的特点是一对螺旋铰链模式的反铁磁（AFM）拓扑绝缘体（TI）多层膜。这对螺旋铰链模式的AFM TI多层膜的顶部和底部表面上的铰链本地化。与传统的QSH效应不同，HQSH效应在时间反演对称性（TRS）破缺后仍然存在，因此代表了一种不同的拓扑现象。螺旋铰链模式是可持续的非弹性散射和TRS打破无序，这可以在宏观样品中观察到。我们表明，这种HQSH效应可以理解为一个三维推广的苏-Schrieffer-Heeger模型和其拓扑结构的特点是由自旋陈数。最后，我们提出了利用现有的实验装置，可以在新发现的本征AFM TI材料（MnBi $_2$ Te $_4$）$_m$（Bi $_2$ Te $_3$）$_n$或磁掺杂TI多层膜中实现HQSH效应。
2019-11-25 cond-mat.mes-hall
Ab initio study of $Z_2$ topological phases in perovskite (111) $(\text{SrTiO}_3)_7/(\text{SrIrO}_3)_2$ and $(\text{KTaO}_3)_7/(\text{KPtO}_3)_2$ multilayers
通过钙钛矿5d过渡金属氧化物异质结构沿$t_{2g}^5$构型的（111）方向生长形成的蜂窝结构可以产生以拓扑指数$ν$ =1为特征的拓扑基态。使用紧束缚模型和从头计算的组合，我们研究的多层膜$(\text{SrTiO}_3)_7/(\text{SrIrO}_3)_2$和$(\text{KTaO}_3)_7/(\text{KPtO}_3)_2$作为奇偶不对称性，现场相互作用和单轴应变的函数，并确定间隙的性质和演变。发现$(\text{SrTiO}_3)_7/(\text{SrIrO}_3)_2$是一种拓扑半金属。$(\text{KTaO}_3)_7/(\text{KPtO}_3)_2$是一种拓扑莫特绝缘体，可以通过外部电场驱动到平凡绝缘相。
2013-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Coupling, Topology, and Chirality by Antimagnons in Magnetic Multilayer
本研究提出2D-SSH4类SSH二维模型，通过反磁振子重构磁振子系统能带拓扑，实现可调自旋波耦合与手性，解释铁磁多层膜拓扑表面态起源，为拓扑磁振子器件提供设计框架。
2025-08-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Floquet Flat Bands in Irradiated Alternating Twist Multilayer Graphene
研究了交替扭转多层石墨烯在圆偏振激光下产生携带非零 Chern 数的拓扑 Floquet 平带，为实现分数量子 Chern 绝缘体提供了可行途径。
2023-10-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
A Dirac-fermion approach and its application to design high Chern numbers in magnetic topological insulator multilayers
本文提出一种Dirac-fermion方法，用于理解和设计层状磁性拓扑绝缘体多层膜中的高陈数，并成功解释了MnBi$_{2}$Te$_{4}$薄膜和特定多层膜中的高陈数及拓扑相变，为设计高陈数QAH态提供了有力工具。
2023-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrahigh efficient spin-orbit torque magnetization switching in all-sputtered topological insulator - ferromagnet multilayers
具有大垂直磁各向异性的铁磁体的自旋轨道力矩（SOT）磁化翻转在下一代非易失性磁阻随机存取存储器（MRAM）中具有巨大的潜力。这就需要一个高性能的纯自旋电流源，具有大的自旋霍尔角和高的电导率，这可以通过大规模生产技术制造。在这项工作中，我们证明了高效和强大的SOT磁化开关在所有溅射的BiSb拓扑绝缘体垂直磁化Co/Pt多层膜。尽管通过工业友好的磁控溅射而不是实验室分子束外延来制造，但是拓扑绝缘体层BiSb显示出$θ$ $_{SH}$ = 12.3的大自旋霍尔角和$σ$ = 1.5 x $10^5$ $Ω^{-1}$ m $^{-1}$的高电导率。我们的研究结果证明了BiSb拓扑绝缘体用于实现超低功耗SOT-MRAM和其他基于SOI的自旋电子器件的大规模生产能力。
2020-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Topological Transitions in a Multilayer Topological Insulator
本研究基于Burkov-Balents模型探讨了非磁性无序对多层拓扑绝缘体电子态的影响，发现非对角无序会在能隙中诱导离域体态并可能破坏反常量子霍尔效应相，但Weyl半金属相在显著无序下保持稳定。
2024-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Chiral magnetic conductivity and surface states of Weyl semimetals in topological insulator ultra-thin film multilayer
我们研究了一个超薄的拓扑绝缘体（TI）多层薄膜作为三维（3D）Weyl半金属模型。我们引入隧穿参数$t_S$，$t_\perp$，和$t_D$，其中前两个参数耦合层相同的薄膜在小和大的动量，和后一个参数耦合相邻的薄膜层沿$z$方向。计算了体系各拓扑相的Chern数，发现对于$t_S,t_D>0$，随着体系从Weyl半金属相向绝缘相转变，隧道参数$t_\perp$由正向负变化.我们进一步研究了在含时磁场存在下系统的手征磁效应。我们计算的手征磁导率的低温依赖性，并表明，它捕获三个不同的阶段的系统分离的高原。此外，我们提出并研究了卟啉薄膜的三维晶格模型，卟啉薄膜是一种已知支持拓扑Frenkel激子边缘态的有机材料。我们表明，该模型具有三维外尔半金属相，也支持二维外尔半金属相。进一步证明了该模型恢复了拓扑绝缘体薄膜多层膜中三维Weyl半金属的模型。从而为模拟拓扑绝缘体薄膜多层膜中的三维Weyl半金属铺平了道路。我们得到了3D模型中的表面态（费米弧）和2D模型中的手征边缘态，并分析了它们的拓扑性质。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The gate-tunable strong and fragile topology of multilayer-graphene on a transition metal dichalcogenide
我们分析了夹在相同的过渡金属二硫属化物之间的多层石墨烯的相图。最近在所有范德瓦尔异质结构中实现，这些三明治在石墨烯中诱导了相当大的（1-15 meV）自旋轨道耦合，提供了一种在原始和栅极可调平台中设计拓扑能带结构的方法。我们发现一个丰富的相图，取决于层的数量$N$和门可调垂直电场。对于$N > 1$和奇数，系统是一个强的二维拓扑绝缘体，其带隙等于邻近诱导的伊辛自旋轨道耦合的强度，在中等电场下，该耦合恢复到平凡相。对于$N$ -偶，低能量带表现出最近提出的“脆弱”晶体拓扑结构的形式，以及电场调谐不同的原子绝缘体之间的保护相变。因此，AB-堆叠的双层和ABC-堆叠的三层石墨烯被预测提供易碎和强拓扑的可控实验实现。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall
Thickness-dependent Topological Phases and Flat Bands in Rhombohedral Multilayer Graphene
本文利用亚微米角分辨光电子能谱揭示菱方多层石墨烯拓扑电子结构随层数的演化，阐明平带、带隙子带与三维 Dirac 节点螺旋之间的相变。
2024-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weyl semimetal in ultra-thin film of topological insulator multilayer
在超薄膜拓扑绝缘体中，上下表面的杂化打开了一个能隙，形成两个简并的量子反常霍尔态，从而产生一个量子自旋霍尔态。在本文中，我们证明了一个Weyl半金属可以实现在一个超薄膜的拓扑绝缘体异质结构中的类似的方式，一个强的三维（3D）拓扑绝缘体的表面状态的Burkov和Balents研究。研究发现，当磁场和薄膜结构反转不对称性破坏时间反转对称性和反转对称性时，系统同时实现了三维量子反常Hall相和三维量子自旋Hall相，并且在零能量处出现Weyl节点.
2016-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological flat bands in a family of multilayer graphene moiré lattices
本文提出由M层与N层Bernal堆叠石墨烯薄片构成的新型扭转多层石墨烯家族，通过电位移场分离局域于单层的拓扑平带，为调控关联与拓扑现象提供新平台。
2024-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic Bloch-point hopping in multilayer skyrmions and associated emergent electromagnetic signatures
磁性多层膜是一种很有前途的室温以上磁性Skyrmions可调谐系统。揭示其有趣的开关机制和相关的内在电响应是开发skyrmionic器件的先决条件。在这项工作中，我们从理论上证明了通过多层结构发生的单个skyrmions的湮灭，这是介导的拓扑刺猬奇点称为布洛赫点的跳跃动力学。布洛赫点的层内动力学主要受Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的影响，其传播可以在附近产生螺线管形的突发电场。此外，由于自旋织构的拓扑结构可以支配其新兴的磁性，我们表明，通过多层的布洛赫点跳跃将调制相关的拓扑霍尔响应，与有效的拓扑电荷的大小成正比。我们还研究了这些状态的热力学稳定性的层依赖的磁性。这项研究揭示了基于skyrmion的自旋电子学的电磁特征，植根于磁性多层系统。
2021-06-29 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph
Magnetized Topological Insulator Multilayers
讨论了本征磁化拓扑绝缘体（如Mn（Sb $_{x}$ Bi $_{1-x}$）$_2$ X $_4$，其中X = Se，Te，包括MnBi $_2$ Te $_4$）七层和拓扑绝缘体五层任意顺序堆叠形成的块状晶体和准二维薄膜的磁性和拓扑性质.我们的分析利用了一个简化的模型，只保留Dirac-cone自由度的每个七重或五重层的两个表面上。我们证明了该模型的适用性，并估计其参数与{ \it ab initio }密度泛函理论（DFT）计算比较。然后，我们采用耦合狄拉克锥模型提供的依赖薄膜的性质，特别是量子反常霍尔效应的存在或不存在的薄膜厚度，磁配置和堆叠安排的解释，并评论的设计外尔超晶格。
2020-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Spin Hall Effect with Extended Topologically Protected Features in Altermangetic Multilayers
研究利用交变磁性突破传统约束，在交变磁性多层膜中实现具有多对无能隙螺旋边缘态的量子自旋霍尔相，并通过第一性原理计算验证Fe$_2$Se$_2$O多层膜材料，为设计拓扑相提供新蓝图。
2025-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin polarized nematic order, quantum valley Hall states, and field tunable topological transitions in twisted multilayer graphene systems
我们从理论上研究了扭曲多层石墨烯系统中的关联绝缘态、量子反常霍尔（QAH）态以及不同关联态之间的场诱导拓扑跃迁。以扭曲双层单层石墨烯和扭曲双层石墨烯为例，研究了在有限位移场下，两个体系在1/2平带填充处都处于自旋极化的$C_{3z}$ -破缺绝缘体态，且Chern数为零.在某些情况下，这些自旋极化的，非线性绝缘体状态是在量子谷霍尔相位凭借非平凡的能带拓扑的系统。当只考虑谷内库仑作用时，自旋极化绝缘体态与谷极化绝缘体态是准简并的。这种准简并可以通过原子的原位相互作用分裂，使得自旋极化的基态成为唯一的基态。这种情况适用于1/2填充的各种扭曲多层石墨烯系统，因此可以被认为是通用机制。此外，在垂直磁场作用下，多层石墨烯体系中的轨道塞曼分裂和场致电荷密度变化会与原子Hubbard相互作用相互竞争，从而在小起始磁场作用下驱动自旋极化零陈数态向谷极化QAH态的跃迁.
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat bands for electrons in rhombohedral graphene multilayers with a twin boundary
本文研究具有孪晶界的菱方石墨，通过4带低能模型和完整SWMcC参数，发现孪晶界处存在拓扑保护的平带及高态密度，为探索强关联电子态提供了新平台。
2022-11-25 cond-mat.mes-hall
Chiral and topological superconductivity in isospin polarized multilayer graphene
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；California Institute of Technology（加州理工学院）
研究提出库仑排斥导致手性p波超导的微观机制，用于菱形多层石墨烯的自旋和谷极化态，分析超导不稳定性、临界温度及拓扑相变等，结果与相关实验观测相符。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Layertronic control of topological states in multilayer metal-organic frameworks
我们研究了多层金属有机框架（MOFs）中二维态的层局域控制。对于有限堆叠的（NiC 4S 4）3 MOFs，相邻层之间的弱范德华耦合导致费米能级依赖的单层中的电子态的分布。这种分布反映在多层纳米带的拓扑边缘状态。此外，通过施加平行于堆叠方向的外部电场，可以针对选定的费米能量控制电子态的空间定位。通过比较密度泛函理论计算与戈薇晶格紧束缚模型来研究这种局域化行为。此外，对于无限堆叠的纳米带，一个新的V沟狄拉克态被发现在侧表面，这使得各向异性电流控制通过调整费米能量。我们的结果可以立即扩展到其他kagome MOFs与重叠堆叠，引入一个新的自由度（层本地化）的材料设计。
2019-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Localized Edge States in Stacked Al/Ni Multilayers: Possible Evidence of Chiral Hinge Modes
该研究通过相敏Josephson干涉测量在Al/Ni铁磁多层膜Josephson结中发现类SQUID振荡，提示存在局域于边界的手性Andreev边缘态。
2025-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological frequency conversion in rhombohedral multilayer graphene
本文提出菱面体多层石墨烯可实现拓扑频率转换，其中伯纳尔双层石墨烯因低耗散最适合太赫兹应用，并给出规避谷间抵消和降低损耗以实现净放大的策略。
2024-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Controlled nucleation of topological defects in the stripe domain patterns of Lateral multilayers with Perpendicular Magnetic Anisotropy: competition between magnetostatic, exchange and misfit interactions
在弱垂直磁各向异性非晶Nd-Co薄膜上制备了磁性横向多层膜，系统地研究了条形磁畴中拓扑缺陷可控成核的条件。周期$w$的横向厚度调制被限定在纳米结构化样品上，这又引起磁条畴周期$λ$和平均面内磁化分量$M_{inplane}$两者的横向调制。取决于横向多层周期和面内施加的场，薄区域和厚区域在面内磁化反转期间独立地切换，并且畴壁在耦合到磁条畴图案内的可变角度晶界和向错的面内磁化配置内创建。该过程主要由可旋转各向异性（其将磁条图案耦合到面内磁化）与由周期性厚度调制引起的面内形状各向异性之间的竞争驱动。然而，随着结构周期$w$变得与磁条周期$λ$相当，薄区域与厚区域之间的界面处的拓扑缺陷的成核受到尺寸效应的阻碍，并且不同厚度区域中的条带畴变得强耦合。
2013-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Non-Equilibrium Magic and Minimum Twist Angles in AA-Stacked Twisted Multilayer Graphene
本文发现在圆偏振光下AA堆叠扭曲多层石墨烯中可形成非平衡魔角处的孤立拓扑平准能带，且施加位移场能进一步调谐能带平坦度，为探索Floquet驱动现象开辟新途径。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of off-diagonal disorder in multilayer topological insulator
本研究针对多层拓扑绝缘体的非对角无序问题，基于Burkov-Balents模型揭示缺陷束缚态的拓扑标识作用，通过图解法分析多相态密度与无序稳定性，阐明边缘模局域化特性及电导偏离机制。
2025-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Topological Phases in Multilayer Graphene Coupled to a Chiral Cavity
该研究分析手性 THz 腔中多层石墨烯的光–物质耦合，揭示腔频率与层间隧穿竞争引发的拓扑相变，并证明双层石墨烯中可通过位移场实现栅压可调的谷 Chern 到 Chern 绝缘体转变。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
