Quantum criticality of quasi one-dimensional topological Anderson insulators
我们提出了一个准一维拓扑安德森绝缘体的AIII类和BDI的量子临界性的分析理论。我们描述的系统中的两个参数$(g,χ)$代表本地化和拓扑性质，分别。半整数值$χ$的表面定义不同拓扑扇区之间的相位边界。随着系统尺寸的增大，这两个参数表现出类似于描述A类量子霍尔绝缘体的著名的两参数流的流动。然而，与量子霍尔系统不同的是，可以给出整个相图的精确解析描述。我们检查我们的理论的定量有效性，通过比较数值传递矩阵计算。
2014-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Minimal conductivity and signatures of quantum criticality in ballistic graphene bilayer
我们研究了石墨烯双层在层间次近邻跳跃情况下的弹道电导率。在参考文献[1]中发现，未掺杂和无偏系统显示出非通用（长度相关）电导率$σ(L)$，接近大$L$的$σ_\star=3/π\simeq{}0.95$值。在这里，我们演示了单参数缩放并确定缩放函数$β(σ)=d\ln{}\!σ/d\ln{}\!L$。标度流有一个有吸引力的固定点[ $\,β(σ_\star)=0$，$β'(σ_\star)<0\,$ ]再现的情况下预测的狄拉克费米子与库仑排斥的随机杂质散射，尽管考虑的系统是完全弹道和相互作用不考虑在内。还简要讨论了层间静电偏压的作用。
2014-07-07 cond-mat.mes-hall
Topology and edge states survive quantum criticality between topological insulators
人们通常认为，当调谐到临界点时，物质拓扑相中的涌现现象就会被破坏。特别是，拓扑保护的边缘状态，理应离域时，批量相关长度发散。我们表明，这是不正确的一般。拓扑绝缘体或超导体的边缘状态保持指数局域化-尽管带隙消失-如果过渡增加拓扑指数。这适用于拓扑分类大于$Z_2$的所有类别，特别是包括陈式绝缘体。此外，这些边缘状态对无序是稳定的，不像拓扑半金属。这一新的现象是解释广义带（或质量）反演-一个统一的观点拓扑绝缘体-动力学反演。在散装边界对应的精神，我们还确定了拓扑不变量的临界点，它采取半整数值和单独的拓扑不同的普遍性类的多临界点。这项工作扩大了拓扑保护和稳定性的范围，表明体能隙可以是不必要的。实验探针和相互作用的稳定性进行了讨论。
2020-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quantum criticality and minimal conductivity in graphene with long-range disorder
我们考虑石墨烯的电导率$σ_{xx}$，在半填充时具有可忽略的谷间散射。我们推导出有效场论，它是一个辛类$σ$模型，包括一个拓扑项与$θ=π$的情况下，潜在的障碍。因此，该系统是在一个量子临界点的顺序的$e^2/h$的电导率的普遍值。当有效的时间反演对称性被破坏时，对称类变成幺正的，并且$σ_{xx}$获得量子霍尔跃迁的值特征。
2007-02-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Generating quantum multi-criticality in topological insulators by periodic driving
我们表明，原型二维陈省身绝缘体主机异国情调的量子多临界在适当的周期性驱动的存在下：一个线性的狄拉克过渡共存的节点环状过渡所造成的新兴的对称性。基于频闪Floquet哈密顿量的单一重整化群方法可以明确地捕获多个普适类和标度律的存在，而不管拓扑跃迁是否与异常边缘模式相关。
2019-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Transport signatures of Kondo physics and quantum criticality in graphene with magnetic impurities
局域磁矩已被预测发展在石墨烯样品与空位或吸附。这种磁性杂质和石墨烯的狄拉克准粒子之间的相互作用导致了显着的多体现象，到目前为止，实验工作已经证明了这一点。在这篇文章中，我们研究了石墨烯中原子杂质稀系综的量子临界性和近藤物理的热力学、光谱和输运特征。我们考虑空位和吸附原子，要么打破或保持石墨烯的$C_{3v}$和反转对称性。在中性石墨烯样品中，所有情况下显示依赖于量子临界性，从而导致非对称杂质的增强的杂质散射，其方式类似于由非对称共振散射体形成的束缚态。近藤的相关性只出现在存在一个背门，估计近藤温度以及在实验范围内的所有杂质类型。对于电荷中性的破介杂质，通过$T^{-2}$电阻率缩放来指示量子临界性，从而导致低温下的完全绝缘行为，而低温电阻率平台出现在非临界和近藤区域。相比之下，从对称的空缺和中空的网站吸附的电阻率的贡献消失在电荷中性和任意背栅电压，分别。这意味着，本地探测方法需要检测近藤和量子临界签名，在这些保密的情况下。
2017-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gross-Neveu-Heisenberg criticality from competing nematic and antiferromagnetic orders in bilayer graphene
我们研究了Bernal堆叠的蜂窝双层上的相互作用的电子的竞争的反铁磁和反铁磁顺序的有效模型的相图，作为相关的双层石墨烯。在非相互作用极限下，该模型的特点是半金属基态与二次带接触点在费米能级。考虑到短程相互作用的影响，我们证明了存在一个扩展的区域，其特征在于共存的反铁磁和反铁磁订单的平均场相图。利用重整化群方法，我们揭示了从非对称到向列-反铁磁共存的量子相变是连续的，并具有突现洛伦兹对称性。它属于$(2+1)$维相对论Gross-Neveu-Heisenberg量子普适性类，最近在二维空间中相互作用的狄拉克系统的背景下进行了大量的研究。相反，共存反铁磁过渡，原来是弱的第一顺序作为蜂窝状双层上的连续空间旋转对称性的情况下的结果。双层石墨烯的实验的影响进行了讨论。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Transmission in graphene-topological insulator heterostructures
我们研究了三维时反不变拓扑绝缘体的拓扑表面态在石墨烯沉积于拓扑绝缘体表面时的散射。特别地，我们考虑了$_2$类拓扑绝缘体的（111）表面.我们提出了一个低能量模型的块状石墨烯-拓扑绝缘体异质结构，我们计算的传输概率在锯齿形和扶手椅边缘的沉积石墨烯，和通过石墨烯纳米势垒的电导，并表明其功能可以理解从反共振的传输概率。
2017-01-10 cond-mat.mes-hall
Twist-tuned quantum criticality in moiré bilayer graphene
本文通过理论分析表明，莫尔双层石墨烯在电荷中性下存在由扭转角调控的连续量子相变，属于Gross-Neveu-XY普适类，并可用量子扭转显微镜实验验证。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Interacting Chern insulator transition on the sphere: revealing the Gross-Neveu-Yukawa criticality
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
该研究针对二维陈绝缘体相变，以球面上N=2的狄拉克费米子为对象，通过精确对角化与SO(3)对称性，证实其属于GNY普适类，凸显球面几何在研究相互作用狄拉克临界性的作用。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Dissipation and criticality in the lowest Landau level of graphene
通过考虑紧束缚哈密顿量和无序度，对石墨烯的最低朗道能级进行了数值研究。计算了霍尔电导$σ_\mathrm{xy}$和纵向电导$σ_\mathrm{xx}$。我们表明，键的无序可以产生一个平台状的功能集中在$ν=0$，而纵向电导是非零的，在同一地区，反映了带之间的扩展状态$\pm E_{c}$，其大小取决于无序强度。在此带的边缘的本地化长度对应的临界指数被发现是$2.47\pm 0.04$。当键无序和有限质量项同时存在时，局域化长度指数在$\sim 1.0$和$\sim 7/3$之间连续变化.
2008-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Criticality of the metal-topological insulator transition driven by disorder
通过对局域化长度的标度分析，推导出了无序引起的金属-拓扑绝缘体（TI）跃迁的临界指数。所得到的指数nu~2.7与辛类系统中金属-普通绝缘体跃迁的数值没有明显的偏差。我们研究了载流子掺杂后的拓扑相图，揭示了所谓的拓扑安德森绝缘体（TAI）区域的性质。金属-TAI转变的临界指数也是第一次估计，示出从上述值的数值误差内无法区分。通过对称性的考虑，我们确定了C4 v点群对称系统中Rashba自旋轨道耦合的显式形式。
2013-04-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Gate-controlled Kondo screening in graphene: Quantum criticality and electron-hole asymmetry
中性石墨烯中的磁性杂质提供了赝能隙Kondo模型的实现，该模型显示了具有屏蔽杂质矩和未屏蔽杂质矩的相之间的量子相变。在这里，我们提出了一个详细的研究pseudogap Kondo模型与有限的化学势μ。虽然载流子掺杂在最低能量下恢复了传统的近藤屏蔽，但量子临界固定点的性质在很大的参数范围内会影响行为。最重要的是，近藤温度T_K显示了电子和空穴掺杂之间的极端不对称性。在临界状态下，取决于μ的符号，T_K遵循具有通用前因子的缩放预测T_K ~ |mu|，或者遵循具有x = 2.6的T_K ~ |mu| ^x。电子和空穴掺杂之间的这种不对称性在量子临界区之外延伸得很好，并且还意味着μ的两个符号的隧穿光谱的形状的质的差异。
2010-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall Criticality, Superconductor-Insulator Transition and Quantum Percolation
提出了一个由超导和量子链组成的混合模型来描述整数量子霍尔跃迁。量子链路对应于被捕获在相邻势谷中的轨道之间的电子的隧穿，而超导链路对应于一旦费米能量穿过分离两个谷的鞍点能量，这些轨道的合并。该模型中的量子霍尔跃迁对应于超导链路的渗流。采用两种不同的方法进行数值计算和标度分析，得到临界指数$ν\approx 2.4$和临界点处的双峰电导分布。讨论了量子相干性的作用，并对量子霍尔跃迁的不同普适性类的实验观测结果提出了解释。该模型表明，从绝缘侧的超导体-绝缘体转变的临界行为是在同一普适类的量子霍尔转变。
2004-06-01 cond-mat.mes-hall
Topological quantum criticality of the disordered Chern insulator
该研究针对二维无序拓扑陈绝缘体，提出了弱无序下识别临界态的几何判据并解析推广至强无序区，绘制出能量、拓扑参数与无序强度相空间中的临界曲面，辅以数值分析验证了临界态位置与多重分形性质。
2022-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Boundary criticality at the Anderson transition between a metal and a quantum spin Hall insulator in two dimensions
当时间反演对称性被保持但自旋旋转对称性被破坏时，在被限制在二维的非相互作用的电子气体中的静态无序可以驱动金属态和绝缘态之间的连续量子（安德森）跃迁。表征发散局域长度的临界指数$ν$和表征金属-绝缘体转变处的临界波函数的振幅的体多重分形标度指数不依赖于绝缘状态的拓扑性质，即，无论它是拓扑平凡的（普通绝缘体）还是非平凡的（支持量子自旋霍尔效应的$Z_2$绝缘体）。这是不正确的边界多重分形标度指数，我们显示（数值）取决于绝缘状态是否是拓扑平凡或不。
2008-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum criticality at the Chern-to-normal insulator transition
利用非周期固体的非对易Kubo公式[1-3]和最近发展的数值实现[4]，我们研究了强无序Chern绝缘体模型的电导率$σ$和电阻率$ρ$张量随费米能级和温度的变化。形式主义使我们能够收敛的温度低到足以进入量子临界区在陈平凡绝缘体过渡的输运系数。我们发现，在不同的温度下的$ρ_{xx}$ -曲线相交于一个单一的临界点，并且它们服从一个单参数标度律，其指数接近普遍接受的值为酉对称类。然而，当与整数量子霍尔效应中平台-绝缘体转变的既定实验事实相比时，我们发现普遍的临界电导$σ_{xx}^c$是其两倍大，是椭圆而不是半圆定律，并且不存在量子化的霍尔绝缘体相。
2013-04-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Evolution of Landau levels in graphene-based topological insulators in the presence of wedge disclinations
本文采用具有内禀自旋轨道耦合的Kane-Mele模型，研究了楔形向错和磁场对石墨烯基拓扑绝缘体电子性质的影响.利用适当定义的Dirac-Weyl方程，得到了朗道能级的精确解。讨论了拓扑缺陷对朗道能级演化的影响。
2017-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Bound States and Supercriticality in Graphene-Based Topological Insulators
我们研究的束缚态光谱和进入超临界状态的条件下，在拓扑绝缘体相内具有较强的内在和Rashba自旋轨道相互作用的石墨烯。给出了盘形势阱和库仑中心问题的显式结果
2013-01-13 cond-mat.mes-hall
Quantum criticality and tunable Griffiths phase in superconducting twisted trilayer graphene
Rutgers the State University of New Jersey（新泽西州立罗格斯大学）；Center for Materials Theory, Rutgers University（罗格斯大学材料理论中心）；National Institute for Materials Science（国立物质材料研究所）；Flatiron Institute（平 insted 研究所）
研究首次在扭曲三重层石墨烯中观测到由磁场调制的超导绝缘体转变，并揭示了量子Griffiths相的调控机制。
2026-01-23 cond-mat.mes-hall
Model of the Electrostatics and Tunneling Current of Metal-Graphene Junctions and Metal-Insulator-Graphene Heterostructures
本文基于Bardeen转移哈密顿方法建立金属-绝缘体-石墨烯异质结构隧穿电流模型，并以金属-石墨烯结为例揭示微分接触电阻的影响因素。
2013-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Giant Edelstein effect in Topological-Insulator--Graphene heterostructures
仅通过电流控制铁磁体的磁化需要有效地产生电流驱动的自旋扭矩。在基于拓扑绝缘体（TI）的磁结构中，可以产生电流诱导的自旋轨道力矩。在这里，我们表明，添加石墨烯，或双层石墨烯，以TI为基础的磁性结构，大大增强了电流诱导的自旋密度积累，并显着降低了功耗量。我们发现，这种增强可以高达100倍，从而产生巨大的Edelstein效应。这种大的增强是由于石墨烯（双层石墨烯）的高迁移率以及石墨烯（双层石墨烯）片非常有效地屏蔽电荷杂质（拓扑绝缘体中无序的主要来源）的事实。我们的研究结果表明，石墨烯在自旋电子器件中的集成可以大大提高其性能和功能。
2017-12-15 cond-mat.mes-hall
Proximity effect in graphene-topological insulator heterostructures
我们制定了一个连续介质模型来研究由石墨烯形成的异质结构的低能电子结构的强三维拓扑绝缘体（TI）的情况下，公度和非公度堆叠。不可逆性可能是由于石墨烯和TI表面之间的扭转角或两个系统之间的晶格失配。我们发现，在石墨烯中的TI的接近诱导的自旋轨道耦合，可以通过扭转角调谐的强烈增强。
2014-03-17 cond-mat.mes-hall
Spintronics and Pseudospintronics in Graphene and Topological Insulators
用无质量Dirac方程描述了石墨烯和拓扑绝缘体中的二维电子系统。虽然这两个系统具有相似的哈密顿量，但它们在自旋轨道耦合强度方面是极性相反的。我们简要回顾了在石墨烯中实现长自旋弛豫时间的努力，其弱自旋轨道耦合，并实现大电流诱导的自旋极化的拓扑绝缘体表面状态，具有强自旋轨道耦合的状态。我们还评论了两个系统的磁响应和稀矩耦合特性之间的差异，以及双层石墨烯中巨磁电阻的赝自旋模拟。
2013-08-15 cond-mat.mes-hall
Marginal topological properties of graphene: a comparison with topological insulators
石墨烯体系和拓扑绝缘体的电子结构具有密切相关的特征，如量子化的Berry相和零能边缘态。这些类比的原因是，在这两个系统中有两个相关的轨道带，它们产生伪自旋自由度，并且，不太明显的是，石墨烯中的谷自由度与拓扑绝缘体中的电子自旋之间存在对应关系。尽管有相似之处，也有几个重要的区别，无论是体积拓扑性质和它们的影响的边缘状态-主要是由于谷和自旋之间的根本区别。考虑到它们独特的能带结构特征，带隙石墨烯系统应该被适当地表征为边缘拓扑绝缘体，区别于普通绝缘体或真正的拓扑绝缘体。
2012-08-20 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
Quantum Hall criticality and localization in graphene with short-range impurities at the Dirac point
我们探讨了在狄拉克点在一个强磁场与两种类型的短程散射石墨烯的纵向电导率：吸附原子的山谷和“标量”杂质，不混合它们。采用狄拉克方程的散射理论将石墨烯样品的电导表示为杂质坐标的函数;然后对杂质位置进行数值平均。电导率$σ$等于每个无序实现的弹道值$4e^2/πh$，前提是通量量子的数量大大超过杂质的数量。对于较弱的领域，在标量杂质的存在下的电导率缩放到量子霍尔临界点与$σ\simeq 4 \times 0.4 e^2/h$在半填充或零远离半填充由于安德森局域化的发病。对于吸附原子，由于谷间散射的临界能量分裂，在半填充时也得到了局域化行为。我们的研究结果揭示了一个复杂的标度流的不同对称类的不动点：值得注意的是，所有的关键表现安德森局域化和临界在二维数值观察在一个单一的设置。
2013-12-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Single-Particle Tunneling in Doped Graphene-Insulator-Graphene Junctions
从理论上研究了n-和p-掺杂石墨烯之间形成的隧道结的特性。评价在石墨烯的二维电子状态之间流动的单粒子隧道电流（2D-2D隧道效应）。在使两个电极的狄拉克点对准的电压偏置下，产生大的谐振电流峰值。这个峰值的幅度和宽度的计算，并讨论其用于设备。讨论了石墨烯电极的旋转取向和石墨烯的结构完整性的影响。
2011-10-25 cond-mat.mes-hall
Efficient nonlinear generation of THz plasmons in graphene and topological insulators
石墨烯中的表面等离子体可以提供贵金属等离子体的有吸引力的替代方案，这是由于其更紧密的限制、特有的色散和更长的传播距离。我们目前的理论研究的非线性差频产生的太赫兹表面等离激元模式支持的二维层的无质量狄拉克电子，其中包括石墨烯和表面态的拓扑绝缘体。我们的研究结果表明，在等离子体共振附近的DFG效率的强烈增强和相位匹配的非线性产生的等离子体激元在很宽的频率范围内的可行性。
2013-12-01 cond-mat.mes-hall
Heavy Dirac fermions in a graphene/topological insulator hetero-junction
石墨烯和三维拓扑绝缘体表面态的低能物理都是用具有线性色散的无隙狄拉克费米子来描述的。在这项工作中，我们预测了一个“重”狄拉克费米子出现在石墨烯/拓扑绝缘体异质结，其中的线性项几乎消失，相应的能量色散变得高度非线性。通过结合{ \it ab initio}计算和一个有效的低能模型，我们明确地显示了如何在石墨烯和拓扑绝缘体的表面态之间的狄拉克费米子的强杂化可以降低狄拉克费米子的费米速度。由于线性项可以忽略不计，相互作用效应将大大增强，并可以驱动“重”狄拉克费米子态到具有非零霍尔电导的半量子霍尔态。
2016-02-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Graphene Proximity Coupled to an Antiferromagnetic Insulator
我们建议通过将石墨烯邻近耦合到反铁磁绝缘体来实现量子反常霍尔效应，该绝缘体提供破缺的时间反转对称性和自旋轨道耦合。我们通过对吸附在BiFeO3（111）表面上的石墨烯进行从头计算来说明我们的想法。在这种情况下，我们发现在石墨烯中的邻近诱导的交换场约为70 meV，并且通过Rashba自旋轨道耦合打开了拓扑非平凡的带隙。间隙的大小取决于石墨烯和薄膜衬底之间的间隔，这可以通过施加外部压力来实验性地调整。
2015-01-20 cond-mat.mes-hall
Antilinear spectral symmetry and the vortex zero-modes in topological insulators and graphene
我们构造了四维Jackiw-Rossi-Dirac哈密顿量的一般推广，它保持了正负能量本征态之间的反线性反射对称性。在其他系统中，所得到的哈密顿量描述了在有限的化学势下，在外部磁场的塞曼和轨道耦合存在下，在拓扑绝缘体表面的s波超导涡旋。在这里，我们发现，只有当塞曼项是低于临界值的约束零模存在。其他物理实现有关石墨烯被认为是，和一些新的零能量波函数解析计算。
2010-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
From graphene to graphane : A density functional investigation of metal insulator transition
虽然石墨烯是一种半金属，但最近合成的氢化石墨烯（称为石墨烷）却是一种绝缘体。本文在密度泛函理论的框架下研究了石墨烯-石墨烯体系的金属绝缘体相变。通过分析石墨烯上15种不同氢浓度的电子结构的演变趋势，我们揭示了这种转变的一些新特征。随着氢覆盖率的增加，半金属首先变成金属，然后转变为绝缘体。金属相在空间上是不均匀的，它包含由氢化碳原子形成的绝缘区域的岛和由传染性裸碳原子形成的金属通道。
2009-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coulomb interaction at the metal-insulator critical point in graphene
以$d$为空间维，在小参数$ε=d-1$下，微扰计算了石墨烯中半金属和激子绝缘体之间Gross-Neveu量子临界点处电子-电子长程相互作用的重整化群流.对通常β函数的$O(ε)$修正使得长程相互作用在临界点处比在高斯固定点处更无关。当狄拉克费米子的数目很大时，库仑相互作用的弱长程尾在任意维度上也是无关紧要的。尽管其最终的无关性，它表明，金属-绝缘体转变可能仍然是通过增加库仑相互作用的长程尾诱导。
2009-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Double-layer graphene and topological insulator thin-film plasmons
我们提出了耦合无质量狄拉克二维电子系统的光学和声学等离子体激元集体模式的数值和分析结果。我们的研究结果适用于拓扑绝缘体（TI）薄膜和两个石墨烯片由薄的电介质阻挡层分开。我们发现，由于强体介电屏蔽TI声学模式被锁定到顶部的粒子-空穴连续，因此可能无法观察到。
2011-12-07 cond-mat.mes-hall
Coulomb interaction and semimetal-insulator transition in graphene
无质量狄拉克费米子之间的强库仑相互作用可以通过动态地产生激子费米子间隙来驱动单层石墨烯中的半金属-绝缘体转变。存在将半金属相与绝缘体相分离的临界相互作用强度$λ_c$。我们计算了系统的比热和磁化率，表明它们在半金属和绝缘体相中表现出不同的行为。
2010-06-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum criticality, particle-hole symmetry, and duality of the plateau-insulator transition in the quantum Hall regime
我们报告新的实验数据的平台绝缘体过渡的量子霍尔制度，采取低迁移率InGaAs/InP异质结构。通过采用量子输运问题的基本对称性，我们能够解开的普遍量子临界方面的磁阻数据（临界指数和标度函数）和样品依赖方面，由于宏观不均匀性。我们的新的结果和方法表明，先前建立的临界指数（Kappa = 0.42）的实验值，从混合物的普遍和样品依赖的行为。一个新的，非费米液体的价值被发现（kappa = 0.57），以及领先的修正缩放。证明了在Chern Simons通量附着变换下的自对偶性。
2002-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Theory of Graphene-Insulator-Graphene Tunnel Junctions
该研究从理论层面分析石墨烯-绝缘体-石墨烯垂直隧穿结构，验证两种已有理论的形式等价性，推导零动量守恒极限下的态密度公式，并将理论预测与实验对比，为相关晶体管结构研发提供理论支撑。
2014-04-11 cond-mat.mes-hall
Interaction-induced criticality in Z_2 topological insulators
临界现象和量子相变是现代凝聚态物理中的典型概念。介观物理学领域的一个中心例子是由无序驱动的定域-离域（金属-绝缘体）量子相变-安德森跃迁。尽管本地化的概念已经出现了半个世纪，但这个领域仍然充满了令人惊讶的新发展。最近研究了新的特殊局域化现象的领域是石墨烯和拓扑绝缘体，即，在其表面上具有离域（拓扑保护）状态的体绝缘体。除了令人兴奋的物理性质，拓扑保护，使这样的系统有前途的候选人，为各种有前途的电子和自旋电子器件。因此，在实际系统中，当无序和相互作用同时存在时，理解边界金属模的性质是至关重要的。在二维量子自旋霍尔（QSH）系统中和三维拓扑绝缘体表面，由于非平凡的Z_2拓扑和库仑排斥的相互作用，我们发现了一个新的临界态.在低温下，这种状态具有普遍的电导率值。特别地，我们预测直接QSH相变发生通过这个新的状态。值得注意的是，相互作用诱导的临界态出现在三维拓扑绝缘体的表面上，没有任何可调的参数。这种"自组织量子临界性“是相互作用无序系统领域的一个新概念。
2009-10-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in graphene induced by circularly polarized photons
得到了描述石墨烯中无质量Dirac费米子与圆偏振光之间强相互作用的电子-光子Dirac方程的精确定态解。由此推论，这种相互作用形成了电子-光子束缚态，这种束缚态应被看作是一种带电准粒子。准粒子的能谱是介电型的，其特征在于在价带和导带之间存在能隙。因此，电子-光子相互作用导致石墨烯中的金属-绝缘体转变。石墨烯暴露于激光产生的圆偏振电磁波中，可以观察到光子引起的稳定能隙以及伴随的效应。
2010-04-23 cond-mat.mes-hall
Higher-Order Topological Insulator in Twisted Bilayer Graphene
高阶拓扑绝缘体是新近提出的一种物质拓扑相，其体拓扑表现为二维或高维下边界的局域模。在这项工作中，我们提出了扭曲的双层石墨烯与大角度作为高阶拓扑绝缘体，托管拓扑角电荷。在大的相称角，谷间散射打开了体隙和角状态发生在半填充。基于第一性原理计算和解析分析，我们得到了一个惊人的结果：只要基本对称性保持不变，角态的出现并不依赖于特定角的选择.我们的研究结果表明，扭曲双层石墨烯可以作为一个强大的候选材料的二维高阶拓扑绝缘体。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall
Spintronic devices from bilayer graphene in contact to ferromagnetic insulators
石墨烯基材料由于其潜在的大自旋相干长度而显示出自旋电子学应用的前景。另一方面，由于它们的小的内在自旋-轨道相互作用，需要外部磁源来执行自旋操纵。由于石墨烯的平坦性质，与铁磁绝缘体（FI）表面的邻近相互作用似乎是将磁性引入石墨烯的自然方式。利用双层石墨烯与FI耦合的独特的电子性质，我们表明，在实验可行性的参数范围内，可以设计出非常有效的门可调自旋旋转器和自旋过滤器。我们还分析了自旋场效应晶体管中两个自旋电子构建块的组成。
2011-11-21 cond-mat.mes-hall
Graphene-based topological insulator in the presence of a disclination submitted to a uniform magnetic field
本文研究了均匀磁场作用下具有楔形向错的石墨烯基拓扑绝缘体中的准粒子。特别是，我们考虑一个大规模的无自旋模型。朗道水平分析发现所描述的系统。我们发现，朗道能级被提升的参数ν的特定范围。此外，我们还表明，对于适当的参数值，人们发现无隙和有隙状态。
2020-08-08 cond-mat.mes-hall
Plasmon generation through electron tunneling in twisted double-layer graphene and metal-insulator-graphene systems
通过远场光学照明产生高度受限的等离子体激元对于技术应用似乎是不切实际的，这是由于它们与外部光的大的能量-动量失配。等离子体激元的电产生提供了一个可能的解决方案，这个问题，虽然它的性能取决于材料和几何参数的仔细选择。在这里，我们从理论上研究了石墨烯基结构，并特别显示了（i）由电介质分隔的两层石墨烯和（ii）金属$|$绝缘体$|$石墨烯三明治作为非弹性电子隧穿辅助的传播等离子体激元的发生器之间的非常不同的性能。对于双层石墨烯，我们研究了两个片之间的相对倾斜角的依赖性，并表明$4^\circ$扭转角的等离子体激元产生效率下降到其最大值的$\sim20$ \%，以完美堆叠。对于金属$|$绝缘体$|$石墨烯夹层，非弹性隧穿效率相对于双层石墨烯下降了几个数量级，而不管掺杂水平、金属$|$石墨烯分离、金属的选择和隧穿方向（金属到石墨烯或来自石墨烯）如何，我们将这一结果归因于由石墨烯狄拉克锥覆盖的表面投影金属布里渊区的小部分。我们的研究结果揭示了一个合理的容忍石墨烯晶格错位和涉及金属的结构的性能差，从而支持使用双层石墨烯作为一个最佳选择的电等离子体产生隧穿器件。
2019-02-26 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in topological insulator-graphene heterostructures
全电自旋电子学领域的进一步发展需要自旋输运通道与自旋注入器/发生器元件的成功集成。虽然随着石墨烯和相关2D材料的出现，高性能自旋通道材料是可用的，但纳米结构自旋发生器的使用仍然是一个主要挑战。对于后一个目的，特别有希望的是3D拓扑绝缘体，其2D表面态具有自旋-动量锁定的无质量狄拉克费米子。在这里，我们证明了自旋极化电流从拓扑绝缘体注入石墨烯，使其紧密耦合到一个超导Bi 2 Te 2Se纳米片内的范德华外延异质结构。自旋开关信号的大小与温度成反比，在~15 K的温度下都可以检测到。我们的研究结果确立了拓扑绝缘体作为自旋电子器件的未来组件，其中自旋操纵是通过纯电气手段实现的。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall
Plasmonics in Dirac systems: from graphene to topological insulators
本文综述了石墨烯等狄拉克体系等离子体激元学的最新研究进展，并对标准模型和技术作了全面介绍。特别是，我们通过流体动力学方程和随机相位近似讨论了单层和双层石墨烯的内禀等离子体激元激发，但也评论了双层和多层结构。此外，我们解决狄拉克系统的延迟限制，也与大自旋轨道耦合，包括拓扑绝缘体。最后在附录中总结了电荷、电流和光子线性响应函数的基本性质。
2014-03-07 cond-mat.mes-hall
Spin Proximity Effects in Graphene/Topological Insulator Heterostructures
通过拓扑绝缘体的邻近效应增强石墨烯中的自旋轨道相互作用，可以创建一种新颖的2D系统，该系统将非平凡的自旋纹理与高电子迁移率相结合。为了设计具有这种石墨烯/拓扑绝缘体（Gr/TI）异质结构的实际自旋电子学应用，对混合自旋相关性质的理解是必不可少的。{然而，迄今为止，尽管大量的实验研究Gr/TI异质结报告了各种各样的显着的（自旋）输运现象，很少有人知道的真实性质的自旋纹理的界面状态，以及它们的作用上的测量性能。在这里，我们使用{ \it从头计算}模拟和紧束缚模型来确定与Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体连接的石墨烯中电子态的精确自旋纹理。我们的计算预测了石墨烯层中巨大的自旋寿命各向异性的出现，这应该是Gr/TI异质结构中自旋输运的可测量标志，并提出了新型自旋器件
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit coupling, edge states and quantum spin Hall criticality due to Dirac fermion confinement: The case study of graphene
我们提出了一个广义狄拉克费米子描述的电子状态的石墨烯终止的锯齿形边缘。这种描述承认需要保持锯齿形约束的时间反演不变性的自旋轨道耦合，否则，对于无自旋粒子，显示出（2+1）维量子电动力学典型的奇偶异常。在一定的临界强度下，自旋-轨道耦合引起量子-自旋-霍尔型的相变。它表现为一种新型的边缘状态，由一对具有相反自旋取向的Kramers反向传播模式组成。这种边缘状态能够在没有磁场的情况下响应于横向电场而积累整数自旋。它们在体中没有任何激发隙，因此我们的系统在早期研究的其他量子自旋霍尔系统中脱颖而出。我们表明，在过渡的局域态密度是不连续的，其能量依赖性反映了系统的相图。
2008-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern insulator boundary criticality
Department of Physics and Anthony J. Leggett Institute for Condensed Matter Theory, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理系和安东尼·J·莱格特凝聚态理论研究所）
本文研究存在边界时陈绝缘体相变的手性特征，通过狄拉克质量畴壁结构分析边界临界性，确定相关模式的反常系数，结果可推广至多类拓扑相变。
2026-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Theory of the Magnetic-Field-Induced Insulator in Neutral Graphene
最近的实验表明，中性石墨烯片在外部磁场存在下具有绝缘基态。我们报告了一个$π$带紧束缚模型的Hartree-Fock计算研究不同的候选绝缘基态之间的竞争。我们的结论是，对于衬底上的石墨烯片的基态是最有可能的场诱导自旋密度波，和电荷密度波状态是可能的悬浮样品。这两种密度波态都不支持无隙边缘激发。
2009-09-08 cond-mat.mes-hall
Optimizing superlattice bilayer graphene for a fractional Chern insulator
本文通过计算三角和方形超晶格下双层石墨烯的能带结构与量子几何，确定了优化分数量子陈绝缘体稳定性的参数区间，为实验实现FCI提供指导。
2025-05-08 cond-mat.mes-hall
Interaction driven metal-insulator transition in strained graphene
电子-电子相互作用是否可以驱动石墨烯在现实的实验条件下的金属到绝缘体的转变的问题得到解决。使用三种有代表性的方法来计算$π$ -石墨烯中的电子之间的有效长程库仑相互作用，并使用量子蒙特卡罗方法求解基态，我们认为，没有应变，石墨烯保持金属性，并且将衬底从SiO $_2$改变为悬浮样品几乎没有任何区别。相比之下，施加一个相当大的-但实验上现实的-均匀和各向同性的应变约$15\%$似乎是一个有前途的路线，使石墨烯成为反铁磁莫特绝缘体。
2015-11-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Direct Low Temperature Nano-Graphene Synthesis over a Dielectric Insulator
石墨烯是未来高速和柔性电子产品的可能材料。目前的制造路线依赖于金属衬底，需要将石墨烯合成后转移到Si晶片上，或者在SiC上外延生长的情况下，需要高于1000 °C的温度。处理困难和高温都不适合当今的硅技术。我们报告了一种简单的化学气相沉积方法，其中纳米石墨烯和几层石墨烯直接在氧化镁上形成，并且可以在低至325 °C的温度下实现。
2011-03-02 cond-mat.mes-hall
Heterostructures of graphene and topological insulators Bi$_2$Se$_3$, Bi$_2$Te$_3$, and Sb$_2$Te$_3$
Bi $_2$ Se $_3$系列的原型三维拓扑绝缘体提供了一个漂亮的例子，说明了由自旋轨道耦合引起的拓扑结构在体带隙内出现表面态。表面态通过时间反演对称性被保护免受反向散射，并且表现出自旋-动量锁定，由此电子自旋垂直于动量被极化，通常在表面的平面中。另一方面，石墨烯是一种典型的二维材料，具有可忽略的自旋轨道耦合。当石墨烯被放置在拓扑绝缘体表面时，邻近效应会引起巨大的自旋轨道耦合，从而使其Dirac电子具有有趣的新电子特性。我们提出了一个详细的理论研究单层石墨烯和拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$，Bi $_2$ Te $_3$，和Sb $_2$ Te $_3$的邻近效应，并阐明了定性的新的自旋轨道分裂的外观以及描述的唯象哈密顿量，通过分析所涉及的能带结构的轨道分解。这对于建立拓扑绝缘体和石墨烯表面之间邻近效应的微观模型应该是有用的。
2020-05-05 cond-mat.mes-hall
