Charge-Hall effect driven by spin force: reciprocal of the spin-Hall effect
提出了一种新的电荷--霍尔效应。与通常的霍尔效应不同，在纵向方向上的驱动力是自旋力，其可以源自塞曼场的梯度或自旋相关的化学势。横向力由混合位置-动量空间中的Berry曲率提供。我们可以在这种效应和自旋-霍尔效应之间建立昂萨格关系，前提是后者中的自旋电流被扭矩偶极贡献修改。这一显著关系为自旋霍尔效应预测的自旋积累的实验检测提供了新的途径。
2004-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Heterodyne Hall Effect in a Two Dimensional Electron Gas
我们研究了磁场和电场以共振频率随时间振荡的量子霍尔效应现象。这种现象实现了一个例子的外差设备的磁场作为一个驱动器，并详细分析了其经典和量子版本使用Floquet理论。发现垂直于所施加的电场流动的体电流，其频率偏移驱动频率的整数倍。当回旋加速器和驱动频率的比率取特定值时，电子的经典轨迹形成回路并且有效质量发散，而在量子情况下，我们发现类似于朗道量子化。可能的实现使用超材料等离子体进行了讨论。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall Effect, Bosonization and Chiral Actions in Higher Dimensions
本文简要回顾了高维空间中的量子霍尔效应及其与模糊空间的关系。对于量子霍尔系统，最低朗道能级动力学由一维矩阵作用量给出。这可以用来写出一个玻色化的非对易场论，描述高维非相对论费米子与最低朗道能级的阿贝尔或非阿贝尔规范场的相互作用。这种一般方法被明确地应用于${\bf CP}^k$上的QHE的情况。结果表明，在半经典极限的有效行动包含一个散装陈-西蒙斯型项，其异常是完全取消的手征，规范Wess-Zumino-Witten行动适当推广到更高的维度方面的边界项。
2010-05-24 cond-mat.mes-hall hep-th
Floquet-induced anisotropic magnetoresistance and anomalous Hall effect in 2D $d$-wave altermagnets with Rashba spin-orbit coupling
Georgetown University（乔治城大学）；Johannes Gutenberg-University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）
通过Floquet工程在二维$d$波交错磁体中实现平衡态禁阻的输运响应，包括纵向各向异性磁电阻和反常霍尔效应，双色光还可激活横向各向异性磁电阻，且无需强静磁场。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Manipulating Z2 and Chern topological phases in a single material using periodically driving fields
$Z_{2}$和陈氏拓扑相，如新发现的量子自旋霍尔态和原始的量子霍尔态，由于它们对时间反演对称性（TRS）的矛盾要求，很难在同一种材料中共存。我们表明，虽然TRS是打破了系统的周期性驱动交流场，一个有效的TRS仍然可以定义提供的交流场是线性极化或某些其他条件得到满足。可控的TRS为我们提供了一条通过调节交流场的极化来操纵单一材料中的$Z_{2} $和Chern拓扑相的途径。为了证明这一想法，我们认为一个通用的蜂窝晶格模型作为一个基准系统，是相关的几个单层材料的电子结构。我们的计算表明，不仅可以诱导$Z_{2}$和陈相之间的转变，而且还可以控制边缘态的色散等特征。这开启了在单一材料中操纵各种拓扑相的可能性，并且可以成为设计一些新的物质电子态的有前途的方法。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet Quantum Spin Hall Insulator in Cold Atomic Systems
对于冷原子系统，周期性地改变光晶格势提供了一种通用而简单的方法来驱动系统进入具有非平凡拓扑的相位。除了它的简单性，这种驱动方法，相比通常的驱动方法，通过施加一个外部的电磁场的静态系统，具有的优点，它不会打破原来的静态系统的时间反演对称性在任何给定的时间。基于这种方法，我们发现具有时间反演对称性的平凡绝缘体可以被驱动到Floquet量子自旋霍尔绝缘体。这种新的物质状态可以在同一边界上稳定地拥有一对或两对无隙螺旋态，这表明这种状态不是量子自旋霍尔绝缘体的简单模拟。讨论了时间反演破缺周期扰动的影响、新态的稳定性以及这种新的驱动方法对不具有时间反演对称性的系统的影响。
2014-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Ultrafast Nonequilibrium Dynamics in Two-dimensional Quantum Spin-Hall Materials
我们发展了支持多种拓扑态的单层量子自旋霍尔绝缘体中的非平衡超快光子学的理论框架。在这些材料中，普遍存在的飞秒尺度的强光-物质相互作用导致非绝热量子动力学，导致拓扑相关的非线性光电输运现象。我们研究了驱动拓扑狄拉克费米子与强超短光脉冲相互作用的机制，并揭示了各种实验上可获得的物理量，这些物理量从高次谐波产生的光谱中编码了量子材料的拓扑电子态的指纹。我们的工作为实现时间分辨谐波光谱在二维量子自旋霍尔固态系统中识别拓扑不变量的全部潜力奠定了理论基础。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Terahertz Antiferromagnetic Spin Hall Nano-Oscillator
我们考虑了自旋霍尔几何中绝缘反铁磁体的电流诱导动力学。足够大的垂直于Néel阶的面内电流会触发声学和光学本征模之间频率的自发振荡。驱动电流的方向决定了激励的手性。当电流超过阈值时，自旋泵浦和电流引起的转矩的组合效应引入动态反馈，该动态反馈维持具有经由所施加的电流可控的幅度的稳态振荡。对于不同的反馈强度，交流电压输出作为直流电流输入的函数进行数值计算。我们的发现为太赫兹反铁磁自旋力矩振荡器开辟了一条道路。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bias-field-free spin Hall nano-oscillators with an out-of-plane precession mode
自旋霍尔纳米振荡器（SHNO）由于驱动电流小而具有高耐久性，是新型微波振荡器的有希望的候选者。然而，传统的SHNO与面内旋进（IPP）模式需要一个偏置场的稳定振荡，这是不赞成在某些应用，如神经形态计算。在这里，我们提出并理论分析了偏置场自由SHNO与一个面内难轴和一个面外旋进（EXPO）模式通过求解Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程的解析和数值。我们推导出驱动电流和进动频率的公式，并表明它们与数值模拟结果吻合得很好。我们表明，我们提出的SHNO可以驱动的偏置电流比传统的自旋扭矩纳米振荡器小得多。
2020-02-25 cond-mat.mes-hall
Photoinduced dc Hall current in few-layer black phosphorus with a gate-tunable Floquet gap
本文通过 Floquet 工程和自洽 Hartree 计算，证明少层黑磷在圆偏振光驱动下可打开拓扑能隙并产生光致直流霍尔电流，且该电流可由周期驱动场和静电栅控有效调控。
2025-08-27 cond-mat.mes-hall
Valley Berry curvature dipole induced nonlinear valley Hall effect
University of Macau（澳门大学）；Beijing University of Chemical Technology（北京化工大学）；The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；Fudan University（复旦大学）
本文揭示了一种由谷贝里曲率偶极子机制诱导的新型非线性谷霍尔效应，该效应在时间反演不变谷系统中被支持，并可通过调节驱动场方向进行控制，且在应变Nb3SBr7材料中通过第一性原理计算得到验证。
2026-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically-detected single-spin resonance with Quantum Spin Hall edge states
在顺磁共振实验中，检测通常是减少自旋数量的主要障碍。在这里，我们提出了一个新的路线进行电检测的自旋共振的个人自旋，放置在边缘的量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）。QSHI的边缘是具有完美自旋动量锁定的一维电子气。因此，在QSHI的边缘态处由电子-空穴对的发射引起的自旋弛豫可以产生电流。在这里，我们表明，驱动系统与$AC$信号，非平衡占领可以诱导在没有施加偏置电压，导致在$DC$可测量的电流。我们计算$DC$电流作为拉比频率$Ω$，自旋弛豫和退相干时间，$T_1$的函数，我们讨论了这个实验的可行性与国家的最先进的仪器。
2022-10-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet edge states in a harmonically driven integer quantum Hall system
最近的理论工作的时间周期踢Hofstadter模型发现了强大的反向传播的边缘模式。目前还不清楚这种异常模式是如何普遍存在的，以及是什么决定了它们对无序的鲁棒性。在这里，我们进一步阐明这些模式的性质，通过分析一个简单的类型的周期性驱动，沿一个空间方向的跳跃是正弦调制的时间，而沿其他空间方向的跳跃保持不变。我们得到了当驱动频率$ω$和跳跃各向异性变化时，在1/3通量处的准能谱的相图。由于谐波驱动，出现了一系列具有反向传播边缘模式的拓扑不同的相位，类似于先前研究的周期性踢系统的情况。我们分析了位于同一边缘的一对Floquet边缘态的时间依赖性，并比较了它们在频域中的傅里叶分量。在小调制的限制下，该对内的Floquet边缘模式之一可以被视为最初存在于准能移动$\hbar ω$的另一个能隙中的边缘模式，即，通过吸收或发射频率为$ω$的“光子”。我们的结果表明，反向传播Floquet边缘模式是周期性驱动的整数量子霍尔系统的一般特征，并且不依赖于任何特定的驱动协议。它还表明，Floquet边缘模式将保持稳健的任何静态扰动，不破坏静态量子霍尔态的手征边缘模式。
2014-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Engineering Quantum Anomalous Hall Plateaus and Anti-Chiral States with AC Fields
研究了蜂窝晶格中交流电场诱导的量子反常霍尔效应，导出了任意场幅值和相位极化的全相图。我们展示了如何诱导反手征的边缘模式，以及拓扑相位的特征在于陈数大于$1$通过适当的驱动。特别是，我们发现，陈数发展平台作为频率的函数，提供了一个依赖于时间的模拟的量子霍尔效应。
2014-04-03 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Hall Effect in Two-dimensional Materials
本综述探讨了二维材料中的非线性霍尔效应，总结了其在不打破时间反演对称性下产生倍频横向电压的理论与实验进展，并讨论了面临的挑战及器件应用前景。
2025-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Designing Photonic Topological Insulators with Quantum-Spin-Hall Edge States using Topology Optimization
设计光子拓扑绝缘体是非常重要的，因为它需要反转带隙周围的带对称性，到目前为止，这是通过直觉结合细致的试验和错误来完成的。在这里，我们采取了一种完全不同的方法：我们认为光子拓扑绝缘体的设计作为一个逆设计问题，并使用拓扑优化，以最大限度地提高通过一个尖锐的弯曲边缘模式的传输。由两个不同但最初相同的C $_\text{6v}$对称单位单元组成的两个设计域定义了几何设计问题。值得注意的是，优化的结果在光子拓扑绝缘体让人想起的收缩和生长方法的量子自旋霍尔光子拓扑绝缘体，但具有显着的差异，在晶体的拓扑结构以及定性不同的能带结构和显着改善的性能，如通过带隙尺寸，这是至少50%大于以前的设计。此外，我们发现一个方向的β因子超过99%，和非常低的损失急剧弯曲。我们的方法允许通过设计引入制造限制，并为设计具有迄今为止未探索的对称约束的PTIs开辟了一条途径。
2019-04-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum Hall effect in a one-dimensional dynamical system
在量子Hall普适类中构造了一个具有相变的周期性含时哈密顿量。通过引入第二个无公度的驱动频率可以消除一个空间维度，从而可以在一维系统中研究量子霍尔效应。这种一维的简化在计算上是非常有效的，并且将使得有可能在一维光晶格中使用冷原子来执行关于二维量子霍尔效应的实验。
2011-06-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Modulation of anomalous Hall angle in a magnetic topological semimetal
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Fudan University（复旦大学）；Max Planck Institute of Microstructure Physics（马克斯·普朗克微观结构物理研究所）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Ningbo Institute of Materials Technology & Engineering, Chinese Academy of Sciences（中国科学院宁波材料技术与工程研究所）
提出通过电阻率和反常霍尔电导率乘积调控反常霍尔角，在Co3Sn2S2中实现高达0.46的tanθA（约25°），并制备出高灵敏度霍尔器件。
2026-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Hall mass and transverse Noether spin currents in noncollinear antiferromagnets
本文研究非共线反铁磁体中由自旋旋转对称性产生的守恒诺特流，发现纵向驱动力可普遍产生自旋流霍尔分量，并提出各向同性四阶张量“霍尔（逆）质量”来描述该效应，通过铁磁—非共线反铁磁双层结构中的自旋泵浦数值验证了其可实现性。
2024-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically tunable spin Hall effect in periodically driven monolayer transition metal dichalcogenides
本研究利用圆偏振光驱动单层过渡金属二硫化物，通过Floquet线性响应理论验证了可光学调控自旋霍尔效应自旋流的大小与方向，揭示其源于非Rashba效应与CPL非微扰效应的结合。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Predicted signatures of the intrinsic spin Hall effect in closed systems
研究了存在自旋轨道相互作用的二维电子系统。分析表明，自旋轨道相互作用作为一个横向有效电场，其方向取决于$\hat{z}$轴自旋投影的符号。这种效应不需要任何驱动外部场，并且是半导体材料中存在的自旋轨道相互作用所固有的。因此，它应该在封闭系统和开放系统中都表现出来。提出了一个观察非对称半导体纳米结构远红外吸收中的本征自旋霍尔效应的实验。
2011-11-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
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
Quantum spin Hall effect induced by non-magnetic and magnetic staggered potentials
比较研究了非磁和磁交错势诱导的量子自旋霍尔效应，发现它们在驱动拓扑相变方面具有相同的作用.结果表明，时间反演（${\cal T}$）保持系统和破坏系统都可以容纳QSH效应。我们还研究了QSH效应对无序的稳定性，发现对于${\cal T}$不变系统，边缘态总是鲁棒的，而对于${\cal T}$破缺系统，如果系统中存在额外的对称性，边缘态也是鲁棒的.
2011-02-18 cond-mat.mes-hall
The Anomalous Hall Effect
本文综述了近三十年来反常霍尔效应的主要贡献以及伴随着拓扑现象和拓扑材料的兴起而出现的反常霍尔效应的复兴。我将证明异常霍尔效应源于磁性、自旋轨道耦合、无序散射和驱动电场的相互作用，它跨越了经典、量子和相对论世界，并产生了近一个半世纪的争议。它已经成为探测磁序的确凿证据，而且，它还在继续揭示新的物理学，在过去的十年中报道了几种新的种类。
2022-04-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Photoinduced topological phase transition in monolayer 1T$^\prime$-MoS$_2$
Ferdowsi University of Mashhad（马什哈德 Ferdowsi 大学）
本文采用低能$k\cdot p$哈密顿量结合范弗莱克展开研究高频圆偏振驱动下单层1T$^\prime$-MoS$_2$的非平衡拓扑相，揭示了光控拓扑相变规律，证实其为实现非平衡拓扑相的可调谐平台。
2026-11-04 cond-mat.mes-hall
Spin Pumping and Inverse Spin Hall Voltages from Dynamical Antiferromagnets
动态反铁磁体将自旋有效地泵入相邻的导体作为铁磁体。高的反铁磁共振频率代表了实验检测的挑战，但磁场可以降低这些共振频率。我们计算的逆自旋霍尔电压产生的动态自旋激发作为一个功能的磁场沿易磁化轴和垂直于易磁化轴的驱动AC磁场的极化。我们考虑绝缘反铁磁体MnF $_2$、FeF $_2$和NiO。单轴反铁磁体MnF $_2$和FeF $_2$在自旋翻转转变附近的直流自旋抽运和反自旋霍尔电压有显著的增强。在双轴NiO中，电压弱得多，并且没有DC分量的自旋翻转增强。
2017-02-13 cond-mat.mes-hall
Tunable spin-charge conversion in class-I topological Dirac semimetals
我们从理论上证明了第一类拓扑狄拉克半金属（TDSM）可以提供一个平台，实现电和磁可调自旋电荷转换。在时间反转对称的情况下，沿着单轴旋转轴（$z$ -轴）的自旋分量近似守恒，这导致各向异性自旋霍尔效应-所产生的自旋霍尔电流依赖于外部电场和$z$ -轴之间的相对取向。另一方面，磁场的应用破坏了时间反转对称性，将TDSM驱动到外尔半金属相，并且因此将自旋电流部分地转换为电荷霍尔电流。使用久保公式，我们数值计算的自旋和电荷霍尔电导率的基础上的一个低能量的TDSM哈密顿与塞曼耦合。除了自旋霍尔电导率$σ_{xy}^z$的常规张量元外，我们发现非常规的分量，如$σ_{xy}^x$和$σ_{xy}^y$，也存在并随着磁场的旋转而变化.同样，电荷霍尔电导率也表现出明显的可调谐性时的变化的磁场。我们表明，这种可调谐性-以及大的自旋-电荷转换效率-产生的TDSM的对称性和能带拓扑结构的相互作用。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tuning the Spin Hall Effect in a Two-Dimensional Electron Gas
我们提供了一个理论框架的电场控制系统中的电子自旋与扩散电子运动。该方法是有效的，在实验上重要的情况下，在二维电子气中的内在和外在的自旋轨道相互作用是同时存在的。令人惊讶的是，即使当非本征机制是自旋霍尔电流的主要驱动力时，自旋霍尔电导率的幅度也可以通过经由栅极电压改变本征自旋轨道耦合来显著地调谐。此外，我们提供了一个解释的实验观察到的面外自旋极化在（110）GaAs量子阱。
2009-05-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Easy-plane spin Hall oscillator
本文提出一种易面各向异性垂直于膜面的新型自旋霍尔振荡器（SHO），通过调控纳米线中的磁各向异性，利用自旋霍尔电流驱动大幅度易面动力学，显著提升了微波功率，为高功率SHO设计及自旋电子脉冲神经元应用提供了新方法。
2023-01-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Room-temperature intrinsic nonlinear planar Hall effect in TaIrTe$_4$
本文在拓扑半金属TaIrTe$_4$中实验发现室温下持续存在的本征非线性平面霍尔效应，其响应由Berry联络极化率偶极子决定，理论计算与实验吻合，为室温非线性器件开辟新路径。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous and topological Hall effects in epitaxial thin films of the noncollinear antiferromagnet Mn$_{3}$Sn
具有D 0 $_{19}$（空间群= 194，P6 $_{3}$ /mmc）六方结构的非共线反铁磁体在拓扑自旋电子学中具有潜在的应用前景，因而受到广泛关注。在这里，我们报告这样的材料，Mn $_{3}$ Sn的连续外延薄膜的沉积，并使用X-射线衍射和透射电子显微镜的组合表征其晶体结构。获得了具有（0001）c轴取向和（40 $\bar{4}$ 3）织构的Mn $_{3}$ Sn薄膜。在后一种情况下，薄膜表现出一个小的未补偿的Mn矩在基面，通过磁力和X-射线磁性圆二色性实验量化。这不能解释在这些薄膜中同时观察到的大的反常霍尔效应，即使在室温下，幅度$σ_{\mathrm{xy}}$（$μ_{0}H$ = 0 T）= 21 $\mathrmΩ^{-1}\mathrm{cm}^{-1}$和矫顽场$μ_{0}H_{\mathrm{C}}$ = 1.3 T。我们把这种反常霍尔效应的起源归因于Mn $_{3}$ Sn的反三角形自旋结构所产生的动量空间Berry曲率。当冷却通过过渡到玻璃铁磁状态在50 K左右，霍尔电阻率的峰值接近矫顽场表示的拓扑霍尔效应贡献的发病，由于出现的标量自旋手性产生一个真实的空间贝里相。我们证明，这种拓扑霍尔效应的极性，因此，手征性质的非共面磁结构驱动它，可以使用不同的场冷却条件进行控制。
2019-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Vertical Confinement and Evolution of Reentrant Insulating Transition in the Fractional Quantum Hall Regime
我们在一个紧束缚在窄GaAs/AlGaAs量子阱中的二维电子系统（2DES）中观察到了高场重入绝缘相的反常位移。与人们熟知的以$ν= 1/5$为中心的高场绝缘态的跃迁不同，限制在80 μ m宽量子阱中的2DES在$ν= 1/3$处表现出跃迁。在窄阱中的2DES的相当大的量子寿命折扣了无序的影响，并指出限制作为再入过渡演变背后的主要驱动力。
2003-02-24 cond-mat.mes-hall
Photocurrents, inverse Faraday effect and photospin Hall effect in Mn$_2$Au
在反铁磁材料中，Mn $_2$ Au是研究最深入的材料之一，它是测试与反铁磁输运和动力学相关的各种想法的非常流行的平台。最近，这种材料在光学性质和光学驱动反铁磁开关方面也引起了相当大的兴趣。本工作利用第一性原理方法研究了反铁磁Mn $_2$ Au中的电荷光电流、自旋光电流和逆法拉第效应的物理机制。我们预测这些效果的对称性和幅度，并推测它们可以用于跟踪切换过程中的交错时刻的动态。我们的计算揭示了出现大的光电流的自旋共线锰$_2$金，其属性可以理解为一个非线性光学版本的自旋霍尔效应$-$，我们称之为$\textit{photospin Hall effect}$编码到驱动电荷和产生的自旋光电流之间的关系的结果。此外，我们认为，即使是很小的倾斜在锰$_2$金可以引起巨大的自旋光电流，这是$\textit{chiral}$的味道。我们的结论是，交错磁化与这种材料的结构和电子特性的组合结果在一个独特的混合突出的光电流，这使得锰$_2$金先进的光自旋电子学应用的独特平台。
2023-03-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Curvature-induced nonlinear anomalous Hall effect in thin magnetic shells
Dipartimento di Fisica “E. R. Caianiello”, Università di Salerno（萨莱诺大学物理系）；CNR-SPIN（意大利国家研究委员会自旋物理中心）
研究通过曲率工程在对称铁磁体中诱导非线性异常霍尔效应，揭示量子几何张量的各向异性特性。
2026-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral heat transport in driven quantum Hall and quantum spin Hall edge states
我们考虑了填充$ν=1$的量子霍尔区和量子自旋霍尔区中电子系统边缘态的模型。在这两种情况下，系统通过在点接触处隧穿而与两个储层接触。这两个系统都是通过在其中一个触点上施加交流电压来局部驱动的。通过将它们弱耦合到第三储层，以两种不同的方式研究所产生的热的传输：i）当第三储层充当温度计时，感测局部温度，以及ii）当第三储层充当电压探针时，感测时间相关的局部电压。我们的结果表明，在量子霍尔的情况下，并在量子自旋霍尔的情况下（如果注入的电子是自旋极化）的手征传播的热量沿边缘。我们还表明，得到一个类似的图片，而不是加热的交流驱动系统是在接触到一个固定的水库在一个较高的温度。在这两种情况下，温度曲线显示，沿边缘的电子与最近的“上游”水库热化。
2011-10-06 cond-mat.mes-hall
Symmetry-protected difference between spin Hall and anomalous Hall effects of a periodically driven multiorbital metal
在周期性驱动系统中，非平衡量子态可以通过驱动场来控制。这种被称为Floquet工程的控制，已经揭示了各种现象，例如光诱导的反常霍尔效应。由于时间反演对称性的不同，周期驱动系统的反常霍尔效应和自旋霍尔效应之间可能存在一些本质的区别。然而，由于缺乏自旋霍尔效应的Floquet工程，这些差异仍然不清楚。在这里，我们表明，当周期性驱动的$t_{2g}$ -轨道金属中的圆偏振光的螺旋度改变时，由自旋霍尔效应产生的自旋电流保持不变，而由反常霍尔效应产生的电荷电流被逆转。这种差异受到时间反转操作的对称性的保护。我们的研究结果提供了一种通过光区分自旋电流和电荷电流的方法，并且可以在周期性驱动的Sr $_{2}$ RuO $_{4}$的泵浦-探测测量中进行实验观察。
2023-03-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Controllable excitation of quasi-linear and bullet modes in a spin-Hall nano-oscillator
我们的实验表明，准线性和非线性自局域子弹模式的磁化自振荡可以激发直流电流的纳米间隙自旋霍尔纳米振荡器，通过利用几何形状与扩展的间隙。准线性模式在低驱动电流下是稳定的，而子弹模式在较大电流下被额外激发，并且随着电流的增加而变得越来越占主导地位。时间分辨测量表明，子弹模式的形成相对于准线性模式延迟了100纳秒，这表明这些模式的形成机制是根本不同的。我们讨论了所观察到的行为与不稳定的非线性磁振子凝聚体的形成之间的关系。
2019-01-14 cond-mat.mes-hall
Self-consistent local-equilibrium model for density profile and distribution of dissipative currents in a Hall bar under strong magnetic fields
最近的空间分辨测量的静电电位变化在强磁场，这揭示了一个明确的相关性之间的载流带和不可压缩带预期的霍尔酒吧的边缘附近，不能理解现有的平衡理论的基础上。为了解释这些实验，我们概括的自洽计算的静电势和电子密度在{ \em总}的热平衡的一个{ \em局部平衡}理论，允许处理有限的梯度的电化学电位作为驱动力的电流中存在的耗散的E-Fermi-Poisson方法。一个传统的电导率模型与小值的纵向电导率的整数值的（本地）朗道水平填充因子表明，在明显的协议与实验，电流密度是本地化附近的不可压缩的条带，其位置和宽度又取决于所施加的电流。
2002-10-09 cond-mat.mes-hall
Floquet Chern Insulators and Radiation-Induced Zero Resistance in Irradiated Graphene
School of Physics, Korea Institute for Advanced Study（韩国高等科学研究院物理学院）
本研究通过圆极化光照射石墨，预测了Floquet Chern绝缘体和由辐射诱导的零电阻状态，揭示了非平衡条件下石墨的新型物态及电导特性。
2025-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Planar Hall Effect in Two-Dimensional Trigonal Crystals
平面霍尔效应（PHE）是在存在共面电场和磁场的情况下出现的平面内横向电压。其标志是特征性的$π$ -周期性，即即使在磁场反转下，与横向电压的角度依赖性在电场和磁场对齐时完全消失。在这里，我们表明，在二维三角晶体塞曼引起的非平凡的Berry曲率效应产生一个以前未知的异常PHE是奇数的磁场和独立的相对角度与驱动电场。我们进一步表明，当一个额外的镜像对称部队的横向电压消失的线性响应制度，反常PHE可以发生作为二阶响应在零和两倍的频率的所施加的电场。我们证明，这种非线性PHE具有反对称量子贡献，源于塞曼诱导的Berry曲率偶极子。
2021-01-21 cond-mat.mes-hall
Interaction-driven Quantum Anomalous Hall Effect in Halogenated Hematite Nanosheets
基于第一性原理计算和$k\cdot p$模型分析，我们发现在功能化的赤铁矿（或$α$ -Fe $_2$ O $_3$）纳米片中可以实现量子反常霍尔（QAH）绝缘相，并且获得的拓扑能隙可以达到$\sim$ 300 meV.拓扑相的驱动力是局域Fe 3 $d$电子在非相互作用能带结构的二次带交叉点上的强相互作用。这种相互作用驱动的QAH绝缘体不同于实验实现的QAH绝缘体--磁性离子掺杂拓扑绝缘体薄膜中的单粒子能带拓扑机制。根据纳米片的厚度，可以实现具有螺旋状或手性边缘态的拓扑绝缘态。我们的工作提供了一个实现的相互作用驱动的QAH绝缘状态在一个现实的材料。
2017-04-29 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall and spin-diagonal conductivity in the presence of Rashba and Dresselhaus spin-orbit coupling
研究了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的顺磁二维电子气在弱散射区对电场的自旋电流线性响应电导张量.在ususal的情况下，两个自旋轨道分裂带被占领，我们发现，自旋霍尔电导率仅取决于的Rashba和Dresselhaus耦合强度的大小的差异，除了在一个狭窄的窗口，其中两个耦合强度是相等的。我们还发现了一个新的效果，在驱动场的方向上产生的自旋电流时，Dresselhaus自旋轨道耦合是非零的。我们讨论了这一发现的实验意义，考虑到有限的流动性和典型参数的当前样品和可能的实验设置，其检测。
2003-10-14 cond-mat.mes-hall
Quantum Floquet anomalous Hall states and quantized ratchet effect in one-dimensional dimer chain driven by two ac electric fields
在凝聚态物理中，发现和分类有趣的新拓扑物质和现象是一个重要的课题。拓扑非平凡系统也可以通过使用周期驱动场来实现。另一方面，棘轮效应可以用来从涨落中收集有用功，或者在磁驱动系统中实现定向输运。在这里，我们通过施加两个相互垂直的交流电场来促进二聚体链，并在低频区域获得有效的二维哈密顿量。我们从而得到量子Floquet反常霍尔（QFAH）电导，然后发现一个量子棘轮效应，在所产生的电流沿链。我们的进一步分析表明，这些起源于电场。这种无磁场的纵向量子化棘轮效应对设计新型高性能电子器件具有重要的意义。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
Dynamical competition between Quantum Hall and Quantum Spin Hall effects
本文研究非等熵拓扑系统中量子相变的发生。更具体地说，我们考虑石墨烯与一个相当大的自旋轨道耦合，照射圆偏振光。在没有光的情况下，自旋轨道耦合驱动量子自旋霍尔相位，其中具有相反自旋的边缘电流反向传播。另一方面，光产生一个依赖于时间的矢量势，这导致了一个跳跃参数与交错的苯环周围的依赖于时间的相位。该模型是一个动力学版本的Halfton模型，它认为一个静态交错通量与零总通量通过每个plaquette。由于光打破了时间反演对称性，一个由整数拓扑不变量保护的量子霍尔相位出现了。通过数值求解完整的问题，自旋轨道耦合和光，并研究不同的驱动频率ω的值，我们表明，光谱表现出非平凡的差距不仅在零能量，而且在ω/2。这个额外的间隙是由石墨烯的价带和导带之间的光子共振产生的，并且光谱的对称性迫使它位于ω/2。通过增加辐照强度，零能隙中的拓扑态经历了从量子自旋霍尔到量子霍尔相的动态相变，而ω/2附近的能隙保持在量子霍尔区。
2014-12-15 cond-mat.mes-hall
Direct Observation of the Skyrmion Hall Effect
众所周知的霍尔效应描述了由于洛伦兹力，在垂直磁场的影响下，载流导体中的带电粒子（电子或空穴）的横向偏转。类似地，研究没有电荷但具有拓扑电荷的准粒子是否表现出相关的横向运动也是有趣的。手性磁skyrmions具有明确的自旋拓扑结构，导致单位拓扑电荷作为很好的候选人来测试这一假设。尽管磁Skyrmion的研究取得了很大的进展，但在实际空间中直接观测Skyrmion霍尔效应仍然是一个难题。在这里，通过使用电流诱导的自旋霍尔自旋力矩，我们实验观察到的skyrmion霍尔效应驱动skyrmion从蠕变运动到稳定的流动运动制度。在室温下，当电流密度小于10 MA/cm^（2）时，我们观察到磁Skyrmion运动的霍尔角高达15度。由于拓扑电荷的skyrmions的横向输运的实验观察可能会为skyrmionics的新兴领域，包括新的应用，如拓扑选择创造许多令人兴奋的机会。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Electric field induced second-order anomalous Hall transport in unconventional Rashba systems
本文揭示了在反演破缺的非常规Rashba系统中，直流电场可诱导二阶反常霍尔效应，并证实量子度规是产生该非线性霍尔响应的关键物理量。
2025-01-29 cond-mat.mes-hall
Electrical read-out of the local nuclear polarization in the quantum Hall effect
证明了在量子霍尔效应中电子和原子核之间自旋交换的“触发器”机制是可以逆转的。我们使用一个样本的几何形状，它利用单独接触的边缘状态，建立一个本地核自旋极化-接近可实现的最大值-通过驱动不同自旋方向的电子状态之间的电流。当外部施加的电流被切断时，样品表现出高达十分之几meV的输出电压，其以典型的核自旋弛豫的时间常数衰减。具有局部核自旋极化的样品可以作为能量源，并且该能量远高于核塞曼分裂，这一令人惊讶的事实由一个简单的模型来解释，该模型考虑了局部Overhauser位移对边缘状态重建的影响。
2005-03-16 cond-mat.mes-hall
Electron diffusion induced valley Hall effect and nonlinear galvanodiffusive transport in hexagonal 2D Dirac monolayer materials
从理论上研究了二维狄拉克材料中的扩散电流，如过渡金属二硫族化合物（TMD）族。当电子驱动力不是电场而是样品中电子密度分布的梯度时，横向效应类似于谷霍尔（VHE）和光电流（PGE）输运现象。后者可以通过有限大小的激光光斑或通过从其他材料注入电子来创建。在电子-短程杂质斜散射各向异性假设下，发展了扩散VHE效应理论。假设TMD单层中电子谷的三角翘曲各向异性，分析了由较高电子密度导数引起的电子PGE样输运。研究了电子密度梯度的非线性响应。在类铂族元素输运理论中考虑了电子在短程和库仑中心的各向同性散射过程。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall
Holographic Floquet states in low dimensions (I)
本文研究了（2+1）维规范理论对外旋转电场的响应。在强耦合体系中，这样的系统可以全息地表述为一个自上而下的模型，该模型是由D3-和D5-膜沿2+1维相交而成的，在淬灭近似中，D5-膜是AdS_5 x S^5几何中的探针。该系统具有导电相和绝缘相的非平衡相图。外部驱动由于真空极化（在绝缘体阶段）和施温格效应（在导电阶段）而引起旋转电流。对于某些特定的驱动频率值，外场与模型的矢量介子发生共振，甚至在驱动场为零的极限下也能产生旋转电流。这些特征与基于D3-D 7膜模型的（3+1）维结构是共同的，并暗示了一些有趣的普遍性。我们还计算了电导率，特别注意光伏感应的霍尔效应，这是只存在于大量的带电载流子。在附近的Floquet凝聚的光学霍尔系数持续在零驱动场，信号时间反演对称性破缺。
2022-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Thermal Hall responses in frustrated honeycomb spin systems
研究了自旋受抑系统中磁振子在温度梯度作用下的几何响应。虽然Dzyaloshinskiii-Moriya（DM）的相互作用通常被纳入，以获得几何非平凡的磁振子带，在这里，我们研究热霍尔磁振子的响应，不依赖于DM的相互作用。具体来说，我们专注于受挫自旋系统与亚晶格自由度，并表明，一个非零的Berry曲率需要打破一个有效的$PT$对称性。基于这种对称性的考虑，我们以蜂窝晶格上的$J_1$ - $J_2$ - $J_2^\prime$ Heisenberg模型为例进行了研究，并证明了当在两个亚晶格之间引入磁场和非对称性时，处于螺旋相的磁振子支持热霍尔效应.我们还表明，通过温度梯度驱动磁振子会诱导自旋电流的产生（即，磁振子自旋能斯特效应）在$J_1$ - $J_2$ - $J_2^\prime$ Heisenberg模型中。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum kinetics of anomalous and nonlinear Hall effects in topological semimetals
本文基于非平衡系统的Keldysh方法，对有限Berry曲率能带结构的半经典Boltzmann方程进行了系统的微观推导。在分析中，交流电驱动场保持二次阶，并考虑了对应于带内和带间跃迁的小频率和大频率的两种情况。特别是，该公式适用于非线性霍尔效应和光电现象的研究。杂质散射的作用是仔细解决。具体来说，除了以前研究的侧跳和斜散射过程，量子干涉衍射的贡献，现在明确纳入发达国家的框架。这个理论被应用到拓扑半金属中的多重费米子，从Pancharatnam相位的斜散射率的通用公式，以及相应的异常霍尔电导率。
2021-04-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intrinsic in-plane magnetononlinear Hall effect in tilted Weyl semimetals
本文基于扩展半经典理论提出面内磁非线性霍尔效应（IMHE），揭示外尔锥倾斜是触发该效应的关键，且其不依赖手性反常，为相关实验检测提供了理论指导。
2024-02-16 cond-mat.mes-hall
Flux flow spin Hall effect in type-II superconductors with spin-splitting field
我们预言了第二类超导体中的极大自旋霍尔效应，其机制与以前已知的机制截然不同。我们发现，在磁通流区的自旋输运的自旋极化Abrikosov涡的作用下的洛伦兹力的作用下，在垂直于所施加的电流的方向上。由于大的涡旋速度的自旋霍尔角可以是基于高场超导体或最近开发的超导体/铁磁绝缘体邻近结构的现实系统中的统一的顺序。提出了一种基于运动涡旋晶格周期结构的高频纯自旋电流发生器的实现方法。我们发现了运动涡旋产生的电荷不平衡和自旋积累的模式，这些模式可以用于单个涡旋运动的电学检测。基于注入自旋电流时驱动力作用于涡旋，导致横向电压的产生，提出了逆磁通流自旋霍尔效应的新机制。
2018-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Light-induced anomalous Hall effect in massless Dirac fermion systems and topological insulators with dissipation
利用具有唯象耗散的量子Liouville方程，研究了分别模拟石墨烯和拓扑绝缘体的无质量和有质量Dirac费米子系统的输运性质.无质量狄拉克费米子系统不存在本征的霍尔效应，但在圆偏振激光场作用下，作为光驱动非平衡态的一种性质，它表现出霍尔电流。通过微观分析，我们发现光生霍尔效应主要来源于光生载流子在动量空间分布的不平衡，虽然出射Floquet-Berry曲率也有非零贡献。我们进一步计算了具有本征霍尔效应的大质量狄拉克费米子系统的霍尔输运性质，以研究本征拓扑贡献和非本征光生布居贡献的相互作用.结果表明，在强场区，光生载流子布居数不平衡的贡献变得显著，并克服了本征贡献。这一发现清楚地表明，材料的固有输运性质可以被外部驱动覆盖，并可能为材料输运性质的超快光学控制开辟一条道路。
2019-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
