Thin film of a topological insulator as a spin Hall insulator
利用Kubo公式研究了拓扑绝缘体薄膜表面态的自旋电导。膜的不同面之间的杂化在狄拉克点处打开了一个间隙。我们发现，在带隙区自旋电导率仍然是有限的。在带隙附近的无带隙区，自旋电导率增强。这些发现使得拓扑绝缘体薄膜成为自旋电子学应用的有前途的材料。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Phonon Softening and Weak Temperature-dependent Lorenz Number for Bio-supported Ultra-thin Ir Film
首次研究了生物负载的平均厚度为3.2 nm的Ir薄膜的洛伦兹数随温度变化的行为。由于强烈的电子散射，观察到占主导地位的整体电子输运的膜的非常大的剩余电阻率。薄膜的德拜温度（221 K）远小于体相的德拜温度（308 K）。这种声子软化强烈证实了广泛的表面和晶界电子散射。超过一个数量级的减少被观察到的薄膜的热导率。我们发现，即使在低温下，Wiedemann-Franz定律仍然适用于我们的薄膜。整体的洛伦兹数和缺陷结构的洛伦兹数接近索末菲值，并显示出很小的温度依赖性。这与其他研究的具有大得多的洛伦兹数的低维金属结构形成对比。电子隧穿和跳跃的生物材料基板被推测负责观察到的洛伦兹数。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall
Temperature-dependent terahertz conductivity of topological insulator Bi$_{1.5}$Sb$_{0.5}$Te$_{1.8}$Se$_{1.2}$
利用太赫兹时域光谱技术研究了拓扑绝缘体Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.8}$ Se $_{1.2}$单晶在太赫兹波段（0.4 - 3.0 THz）从5 K到150 K的温度依赖性复电导率。我们分析了我们的实验结果，使用德鲁德-洛伦兹模型，与德鲁德组件代表金属表面状态和洛伦兹项代表体绝缘状态。我们发现的电导率占主导地位的德鲁德贡献，这表明存在金属表面状态。低频实电导率遵循热激活行为。还讨论了它的起源。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall
Optical conductivity for the surface of a Topological Insulator
考虑了拓扑绝缘体表面激发的电导率与化学势和无序度的函数关系。由于时间反演对称性，手性金属表面态被保护免于无序。这允许使用平均的单粒子格林函数来计算光学电导率。我们计算有限无序极限下的电导率。我们发现电导率作为化学势$μ$和频率$Ω$的函数由普适值$σ(Ω>2μ)= \frac{e^2 π}{8h}$给出。对于服从$k_{F}l>1$的频率$Ω< μ$和弹性平均自由程$l_{el}=vτ$，我们得到电导率由$σ(Ω<2|μ|)=\frac{e^2}{2h}\frac{k_{F}l_{el}}{(Ωτ)^2+1}$给出。在零无序的极限，我们发现$σ(μ\neq0,Ω, k_{F}l\rightarrow \infty)=\frac{e^2 π}{2h}|μ|δ(Ω)$。
2013-02-18 cond-mat.mes-hall
Linear Response Theory and Optical Conductivity of Floquet Topological Insulators
出于对Floquet拓扑绝缘体的动力学探针的探索，我们建立了周期驱动系统的线性响应理论。我们通过给出Floquet系统的光学电导率的一般表达式来说明这种形式主义的应用，包括其零差和外差分量以及其他。我们获得了特定驱动模型的Floquet光学电导率，包括二维Dirac材料，如拓扑绝缘体表面，石墨烯，Haldron模型，以及由交流电势驱动的半导体量子阱。我们得到近似的解析表达式，并进行数值精确计算的Floquet光学电导率在不同的情况下的Floquet频带的占领，特别是对角Floquet分布和淬火后获得的分布。我们评论实验签名和检测Floquet拓扑相位使用光学探针。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Backscattering in a 2D topological insulator and conductivity of a 2D strip
研究了一条二维碲化汞拓扑绝缘体。在理想系统中，同自旋边态在带的不同侧面沿相反方向传播，并且不通过隧穿混合。杂质、边缘不规则性和声子在不同边缘上的反向传播边缘状态之间产生跃迁。这种反向散射决定了无限长的带的导电性。结果表明，电导率随带宽呈指数增长。有限温度下的电导率是在动力学方程的框架内确定的。在同样的近似下，得到了四端带状导体的非局部电阻系数，在低温下，长导线的二端电导为零，但局部化长度（相对于带状导体宽度）为指数增长。找到了动力学行为和局域化行为之间的转变温度。
2014-07-23 cond-mat.mes-hall
Optical Hall conductivity of a Floquet Topological Insulator
研究了Floquet拓扑绝缘体（FTI）在理想封闭量子系统和开放系统中的光学霍尔电导率，得到了该系统在非平衡稳态下的光学霍尔电导率.即使对于开放系统，稳定状态也强烈依赖于FTI的拓扑相位，某些相位显示出与相反符号的Berry曲率袋显著接近的抵消，导致抑制的低频霍尔电导率，其也显示出异常的温度依赖性，随着储层温度的增加而增加。这种行为与加热完全相反，并且由于激光对有效系统-储层耦合的强烈修改而产生。的Floquet模式的Berry曲率是随时间变化的，其频率分量被发现控制的高频霍尔电导率的主要功能。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall
Electronic thermal conductivity of disordered metals
我们计算了无序金属中相互作用电子的热导率。在我们的分析中，我们指出，相互作用影响热输运通过两个不同的机制，与量子干涉校正和能量交换的准粒子与电磁环境，分别。后者被认为是导致违反Wiedemann-Franz定律。我们的理论预测的洛伦兹比$κ/σT$的一个强大的增强的值，这是由Wiedemann-Franz定律预测，当电子遇到一个大的环境阻抗。
2004-02-09 cond-mat.mes-hall
Optical Conductivity of Topological Insulator Thin Films in a Quantizing Magnetic Field
我们确定了量子化外部磁场存在下拓扑绝缘体薄膜的光学响应。我们明确地考虑到杂交之间的顶部和底部表面的状态。杂化和塞曼能量之间的相互作用引起拓扑和正常的绝缘体相和它们之间的相变。研究了两相中以及相变点的光学响应。我们发现，磁光响应的差异可以用来区分系统的正常相位的拓扑相位。此外，光学响应还允许我们确定由拓扑绝缘体薄膜的顶表面态和底表面态之间的杂化产生的间隙。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Bulk and surface spin conductivity in topological insulators with hexagonal warping
我们研究了拓扑绝缘体的自旋电导率，同时考虑了表面态和准二维体态。我们应用一个低能量的扩展的哈密顿量的三阶动量，并考虑到顶点修正所产生的短程无序。六边形扭曲会在自旋电导率张量中产生额外的各向异性分量。通常，自旋电导率的各向同性部分大于各向异性部分。更详细地研究了体态的螺旋区，其中费米能级上的电子在动量方向上具有相同的自旋投影。在这种制度下，从体状态在费米能级的自旋电导率的贡献的大幅增加被观察到。我们发现，当Rashba自旋轨道耦合大于无序强度时，体自旋电导率对无序不敏感，反之，体自旋电导率被强烈抑制。表面态对自旋电导率的贡献几乎与化学势无关，对无序具有鲁棒性，其值与每层体态的自旋电导率贡献相当。所得结果与实验数据一致。
2018-06-21 cond-mat.mes-hall
Anisotropic conductivity in magnetic topological insulators
研究了掺杂磁性杂质的三维拓扑绝缘体的表面电导率。表面电子的自旋-动量锁定使得它们与磁性杂质的散射各向异性，标准弛豫时间近似不再适用。使用半经典玻尔兹曼方法与广义弛豫时间计划，我们得到的弛豫时间的封闭形式和系统的表面电导率的函数的体磁化强度和取向的对齐的表面磁性杂质的解析表达式。我们表明，表面电导率是各向异性的，强烈依赖于磁性杂质的自旋方向和体磁化强度的大小。特别是，我们发现，表面电导率有其最小值时，表面杂质的自旋排列垂直于表面的TI，因此背散射的概率增加，由于杂质对表面电子施加的磁矩。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall
In-Plane Field induced Quantized Longitudinal Conductivity in Magnetic Topological Insulators
本文在三层磁性拓扑绝缘体中发现面内量子化态，在强面内磁场下纵向电导量子化为e2/h，该态位于量子反常霍尔相之间的量子临界点，揭示了杂质无序对稳定量子化临界输运的关键作用。
2025-11-06 cond-mat.mes-hall
Shubnikov-de Haas oscillations in the anomalous Hall conductivity of Chern insulators
在蜂窝晶格上的霍尔模型是一个典型的例子，系统的特点是量子化霍尔电导率在没有外部磁场，即量子反常霍尔效应。最近的理论工作预测，在自旋轨道耦合较强的拓扑绝缘体和蜂窝层中，大质量狄拉克费米子的反常霍尔电导率可以表现出Shubnikov-de Haas（SdH）振荡。本文利用格点格林函数的精确谱展开，研究了强磁场作用下陈氏绝缘体的电子输运性质。我们发现，霍尔电导率的异常组件显示在低温下可见的SdH振荡。\textcolor{black}{The effect is shown to result from the modulation of the next-nearest neighbour flux accumulation due to the Haldane term,}，其从朗道光谱中去除电子-空穴对称性。为了支持我们的数值研究结果，我们推导出一个长波长的描述超出了线性（“狄拉克锥”）近似。最后讨论了反向磁场作用下能谱移动与拓扑能隙和晶格带宽的关系。
2018-04-27 cond-mat.mes-hall
On the Lorenz number of multi-band materials
有许多奇异的情况下，洛伦兹数的维德曼-弗朗茨定律是已知的偏离预期值。然而，在传统的半导体系统中，假设在非简并半导体的~ 1.49 × 10 ^{-8} W Ω K^{-2}值和简并半导体或金属的~ 2.45 × 10 ^{-8} W Ω K^{-2}值之间变化。洛伦兹数的知识在许多情况下都很重要，例如在热电材料的设计和晶格热导率的实验测定中。在这里，我们表明，即使在两个和三个带半导体的简单情况下，它是可能的，以获得一个因素的两个（或在双极系统的情况下，费米能级附近的midgap，甚至数量级）从预期的实质性偏差。除了确定单极和双极两波段系统的偏差的来源，一些有用的量化效果的大小的解析表达式推导。作为代表性的案例研究，碲化铅（PbTe）和硒化锡（SnSe），这是重要的热电材料的材料的三带模型，也开发和这些材料中可能的洛伦兹数变化的大小进行了探索。从而证明了多带效应对真实系统洛伦兹数的影响。
2017-04-03 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
Spin-Hall conductivity and optical characteristics of noncentrosymmetric quantum spin Hall insulators: the case of PbBiI
本研究通过理论分析揭示了非中心对称量子自旋霍尔绝缘体PbBiI的光学性质与自旋霍尔电导率，发现其动态自旋霍尔电导率较小，需借助外部磁场或磁性材料来产生交流自旋电流。
2024-08-22 cond-mat.mes-hall
Screening, Friedel oscillations and low-temperature conductivity in topological insulator thin films
在薄的拓扑绝缘体膜中，顶表面和底表面通过隧穿耦合，这恢复了背散射并强烈影响屏蔽。我们在无规相位近似下计算了介电函数，得到了封闭形式的结果。与独立的TI表面不同，薄膜的介电函数表现出作为波数$q$和隧穿的函数的谷，以及在$q=2k_F$处的尖点，其中$k_F$是费米波矢量。作为尖点的结果，弗里德尔振荡随着距离$r$衰减为$\sin(2k_Fr)/(2k_Fr)^2$。我们确定的纵向电导率$σ$在第一玻恩近似在低温下屏蔽杂质提供的主导散射机制。在高电子密度下，$n_e$，$σ\propto n_e$，而在低电子密度下，$σ\propto n_e^{3/2}$。
2014-05-16 cond-mat.mes-hall
Electronic thermal conductivity in 2D topological insulator in a HgTe quantum well
我们测量了碲化汞量子阱中二维拓扑绝缘体（2DTI）的微分电阻随外加直流电流的变化。电荷中性点附近的输运的特点是由一对反向传播的无带隙边缘模式。在存在电场的情况下，能量通过反向传播通道在相反方向上传输。我们测试了热载流子效应模型，并证明了边缘传输区电荷中性点附近的能量转移符合Wiedemann Franz定律。
2019-01-29 cond-mat.mes-hall
Novel Properties of The Apparent Metal-Insulator Transition in Two-Dimensional Systems
研究了GaAs中低密度、高迁移率二维空穴系统的低温电导率。我们明确地表明，在这些系统中观察到的金属-绝缘体转变，其特征在于由一个定义明确的临界密度，p_0c。我们还观察到，这些系统的低温电导率线性依赖于空穴密度，在很宽的密度范围内。高密度线性电导率在接近临界密度的密度处外推到零。
1998-07-17 cond-mat.mes-hall
Thermal insulator transition induced by interface scattering
我们开发了一个有效的介质模型的热导率，占渗流和界面散射。该模型准确地解释了测得的增加和减少的热导率与负载在复合材料中占主导地位的渗流和界面散射，分别。我们的模型进一步预测，强界面散射导致急剧下降的热导率，或绝缘体的过渡，在高负荷时，通过矩阵的传导受到限制，热量被迫扩散通过颗粒与大的界面电阻。我们的模型的准确性及其预测绝缘和导电状态之间的转变的能力表明，它可以是一个有用的工具，用于设计具有低或高热导率的材料，用于各种应用。
2016-09-23 cond-mat.mes-hall
Conductivity Corrections for Topological Insulators with Spin-Orbit Impurities: A New Hikami-Larkin-Nagaoka Formula
Hikami-Larkin-Nagaoka（HLN）公式[Prog. Theor. Phys.63，707（1980）]描述了对具有抛物线色散的准2D电子气（准2DEG）的磁导率的量子校正。它预测了一个交叉从弱本地化反本地化作为一个功能的散射自旋轨道杂质的强度。本文推导了自旋轨道杂质存在下三维拓扑绝缘体中无质量狄拉克费米子的电导率修正。我们表明，这种校正总是积极的，因此，我们预测弱反本地化的自旋轨道无序的每一个值。此外，对扩散常数的校正在杂质自旋轨道的强度方面是令人惊讶的线性。我们的研究结果要求重新解释的实验适合到目前为止使用的标准HLN公式的3D TI的磁导率。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall
Finite-size scaling analysis of the conductivity of Dirac electrons on a surface of disordered topological insulators
二维（2D）无质量狄拉克电子出现在三维拓扑绝缘体的表面上。研究了强拓扑绝缘体中费米能级位于狄拉克点的二维狄拉克电子系统的电导率。数值计算了长$L$和宽$W$系统在横向周期或反周期边界条件下的平均电导率$\langleσ\rangle$，并应用有限尺寸标度方法分析了其行为.结果表明，$\langleσ\rangle$是最小化的干净的限制，在那里它成为标度不变，只依赖于$L/W$和边界条件。它还表明，一旦引入无序，$\langleσ\rangle$单调增加与增加$L$。因此，该系统成为一个完美的金属在$L \to \infty$的限制，除了在清洁的限制，这应该被确定为一个不稳定的固定点。虽然$\langleσ\rangle$的标度曲线强烈依赖于$L/W$和不稳定不动点附近的边界条件，但随着$\langleσ\rangle$的增加，它变得几乎与它们无关，这意味着它渐近地服从一个普遍规律。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
General nonlinear Hall current in magnetic insulators beyond the quantum anomalous Hall effect
本文研究一般磁性绝缘体的非线性霍尔响应，证明破坏反演对称性时存在由虚带间跃迁诱导、与电场二次相关的霍尔电导，并揭示其与整数量子霍尔效应的本质区别。
2022-09-20 cond-mat.mes-hall
Finite-Size Effects in the Dynamic Conductivity and Faraday Effect of Quantum Anomalous Hall Insulators
本文从理论上研究了圆盘几何中量子反常霍尔绝缘体动力学响应的有限尺寸效应。半解析和数值结果得到的波函数和能量的磁盘内的连续狄拉克哈密顿描述受到拓扑无限质量边界条件。使用Kubo公式，我们得到的频率依赖的纵向和霍尔电导率，并发现边缘状态之间的光学跃迁的贡献占主导地位的动态霍尔电导率的实部的频率值之内和之外的散装带隙。我们还发现，拓扑无限质量边界条件改变的低频霍尔电导率$ e^2/h $在有限尺寸的系统从众所周知的值$ e^2/2h $在一个扩展的系统。磁光法拉第旋转，然后研究作为频率的函数的量子反常霍尔绝缘体安装在介质基板上的设置，显示两个有限尺寸的磁盘和法布里-珀罗共振由于基板的影响。我们的工作通过边界条件对电子波函数的影响证明了边界条件在有限尺寸系统拓扑性质中的重要作用。
2019-07-24 cond-mat.mes-hall
Loss of Hall Conductivity Quantization in a Non-Hermitian Quantum Anomalous Hall Insulator
最近的工作已经扩展了拓扑能带理论开放，非厄米哈密顿，但很少有人知道如何非厄米性改变相关的观测拓扑量子化。我们解决这个问题，通过研究量子反常霍尔效应（QAHE）中产生的狄拉克表面状态的三维时间反演不变的拓扑绝缘体（TI），是接近耦合到金属铁磁体。通过构造一个接触自能的铁磁体，我们表明，除了产生一个质量间隙的表面光谱，铁磁体可以引入一个非厄米加宽项，这可以掩盖的质量间隙的光谱函数。我们计算的霍尔电导率的有效非厄米哈密顿描述的异质结，并表明，它不再被量化，尽管被归类为陈绝缘体的基础上非厄米拓扑能带理论。我们的研究结果表明，QAHE将是具有挑战性的实验观察铁磁TI异质结由于在界面处的准粒子的有限寿命。
2018-09-29 cond-mat.mes-hall
Floquet states and optical conductivity of an irradiated two dimensional topological insulator
本文用扩展 Kubo 形式体系研究圆偏振光下薄拓扑绝缘体的 Floquet 态与光电导率，揭示占据方式、共振驱动和表面隧穿对量子化 Hall 响应及反常边缘态的影响。
2023-08-10 cond-mat.mes-hall
Thermal transport in compensated semimetals: a mystery explained
众所周知，清洁补偿半金属的电子热导率可以通过双极传导机制的可用性而大大增强于电导率，由此电子和空穴在相同方向上流动，经历可忽略的库仑散射以及可忽略的杂质散射。最近在电荷中性点附近的二维单层和双层石墨烯中观察到了这种增强-导致Wiedemann-Franz定律的崩溃，洛伦兹比非常大。与此相反，通常发现三维补偿半金属如WP $_2$和Sb显示出降低的洛伦兹比。这种行为上的巨大差异通常归因于两种情况下费米统计的不同机制：补偿半金属中的简并电子-空穴液体与石墨烯中的非简并电子-空穴液体。我们表明，这种差异是不足以解释的补偿半金属的洛伦兹比的减少。我们认为，这个难题的解决方案在于补偿半金属的能力，以维持相当大的区域附近的接触，这反过来又是一个结果的电子和空穴口袋的动量空间中的大分离的电子-空穴积累。这些积累抑制双极导电机制，并有效地分裂成两个独立的电子和空穴导体的系统。我们提出了一个定量理论的交叉从双极到单极传导的电子-空穴积累区域的大小的函数，并表明，它自然会导致样品尺寸依赖的热导率。
2020-08-04 cond-mat.mes-hall
The intrinsic inter-band optical conductivity of a C$_{2v}$ symmetric topological insulator
在这项工作中，我们分析研究的C $_{2v}$对称拓扑绝缘体的纵向光学电导率。在$ T = 0 $的电导率表达式推导出使用Kubo公式，并表示为表征低能哈密顿量的Dresselhaus和Rashba参数的比率的函数。我们发现，当Dresselhaus和Rashba参数强度相等时，纵向带间电导消失，也称为持续自旋螺旋态。计算扩展到获得的光学电导率的频率依赖的实部和虚部的拓扑近藤绝缘体SmB $_{6}$表现出C $_{2v}$对称和各向异性狄拉克锥托管拓扑状态的表面布里渊区上的$ \bar{X} $点。
2017-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interference and transport properties of conductions electrons on the surface of a topological insulator
研究了杂质散射下拓扑绝缘体中具有固定手征的传导电子的表面电导率。表面激发由外尔哈密顿量描述。对于一个有限的化学势，我们将空穴带投影出去，得到一个具有固定手征的单一电子带。我们得到一个无自旋电子的模型，当它们回到原点时会经历一个半涡旋。其结果是，导电性相当于一个无自旋的问题与相关的噪声，从而产生反本地化。我们计算电导率作为频率的函数，并比较我们的结果与$Raman$位移测量$Bi_{2}Se_{3}$。
2013-03-05 cond-mat.mes-hall
Theory of Magnetic-Texture-Induced Anomalous Hall Effect on the Surface of Topological Insulators
反常的霍尔效应是由磁织构如skyrmions引起的。基于微扰方法，我们推导了三阶磁化下拓扑绝缘体表面霍尔电导率的解析公式$\boldsymbol{M}(\boldsymbol{x})$。我们确定的磁性纹理，有助于霍尔电导率高达三阶的磁化强度和二阶的空间微分。我们把磁化作为一个扰动来计算霍尔电导率为每个磁性织构的线性响应理论的基础上。此外，我们估计的Skyrmion诱导的霍尔电导率，并确认它依赖于Skyrmion的形状，如布洛赫型或Néel型Skyrmion。研究结果不仅适用于常规的Skyrmion系统，也适用于更一般的磁结构。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
Hopping conductivity and insulator-metal transition in films of touching semiconductor nanocrystals
研究了半导体薄膜中电子在临界掺杂浓度$n_c$以下的变程跃迁。跳跃电导率由Efros-Shklovskii定律描述，该定律取决于电子的局域化长度。我们研究了在接触纳米碳薄膜中局域化长度随掺杂浓度$n$的变化规律。为此，我们计算了两个模型的电子转移矩阵元$t(n)$相邻的纳米粒子之间的纳米粒子接触的小面或只有一个点。我们研究了两个来源的障碍：NC直径和随机库仑电位起源于NC中的捐助者的随机数的变化。我们利用$t(n)$与无序引起的NC能级色散的比值来计算多步弹性共隧穿过程中电子的局域化长度。我们发现在$n<n_c$三个不同的阶段取决于无序的强度，材料，尺寸的NC和它们的小平面：1）“绝缘体”的本地化长度的电子单调增加与$n$和2）“振荡绝缘体”的本地化长度（和电导率）振荡与$n$从绝缘体基地和3）“闪烁金属”的本地化长度周期性发散。前两个阶段的实验，我们讨论如何可以看到更奇特的第三个。在所有三个中，定位长度在$n=n_c$处发散。这使我们能够找到$n_c$。
2015-12-31 cond-mat.mes-hall
Doping-controlled surface conduction in topological insulators with warping effects
基于自洽的$t$矩阵近似，我们研究了磁性和磁性掺杂对拓扑绝缘体表面电子态和电导率的影响。我们发现，翘曲参数的掺杂表面的态密度和直流电导率有着至关重要的影响。随着翘曲强度的增加，高能量下的表面态密度被抑制，狄拉克点附近由杂质诱导的共振态逐渐消失。结果表明，在低翘曲强度下，磁性杂质破坏了电子-空穴对称性，而在表面磁掺杂时，电子-空穴对称性保持不变。研究结果表明，掺杂、外加磁场方向和杂质磁矩的方向可以控制表面电导率。此外，与具有圆形能量轮廓的材料相比，具有翘曲能量色散的拓扑绝缘体中的表面电导率特征不受杂质存在的显著影响。
2021-06-07 cond-mat.mes-hall
A possible role of D^- band in hopping conductivity and metal-insulator transition in 2D structures
一个简单的两带模型，建议解释最近报道的不寻常的功能跳跃磁电阻和金属-绝缘体转变的二维结构。该模型表明，电导率主要由上哈伯德带（D^-带）。对Si δ掺杂GaAs/AlGaAs异质结的跳跃磁电阻的实验研究为该模型提供了进一步的证据。
1999-11-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Critical behavior of thermopower and conductivity at the metal-insulator transition in high-mobility Si-MOSFET's
这封信报道了通过金属-绝缘体转变测量高迁移率Si-MOSFET中二维电子气的热电势和电导率。在低温下，热电势和电导率作为电子密度的函数显示出临界行为，这与Anderson转变的预期非常相似。特别是，当从金属侧接近临界密度时，扩散热电势出现发散，导电性消失。在绝缘侧，热电势随着温度的降低而上升。
2000-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Heat transport in Weyl semimetals in the hydrodynamic regime
该研究分析时间反演破缺 Weyl 半金属在流体动力学区的电热输运，揭示 Seebeck 效应、反常 Hall 电导率及化学势对纵向和横向 Lorenz 比的调控规律。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.flu-dyn
Hexagonal Warping Effects on the Surface Transport in Topological Insulators
在经典和量子扩散机制下，考虑费米面的六角弯曲效应，研究了三维拓扑绝缘体表面态的电荷电导率和电流诱导自旋极化.给出了电导率和自旋极化率的一般表达式，并将其简化为通常散射势的简单形式。由于六方弯曲，电导率和自旋极化显示出额外的二次载流子密度依赖性，无论是玻尔兹曼贡献和量子校正。在存在翘曲项的情况下，表面态仍然表现出弱的反局域化。此外，还探讨了无规相位近似下的介电函数，发现它可能与动量角有关。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Conductivity for Metal-Insulator-Metal Nanostructures
我们提出了一种基于量子力学的方法，用于分配量子电导率时，施加交流电场在两个等离子纳米粒子之间的可变间隙与绝缘体夹在它们之间。量子隧穿效应是由一组量子电导率系数描述的线性交流电导率响应于所施加的场的频率和非线性系数，调制场的振幅在基频及其谐波。的量子电导率，确定没有合适的参数，具有频率和间隙的依赖性，可以应用于确定强施加的电磁场的非线性量子效应，即使当系统是由不同的金属纳米结构。我们的方法比较以及文献中报道的量子隧穿效应的结果，它是简单的扩展到一些系统与不同的金属和不同的绝缘体之间。
2013-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical properties of magnetically doped ultra-thin topological insulator slabs
从三维哈密顿量出发，研究了超薄拓扑绝缘体平板的光学性质，其中两个相对表面上的狄拉克费米子之间的耦合导致了两个简并带隙的双曲带.间隙是光学吸收的阈值，并且在光学电导率的虚部中转化为峰值。垂直于平板方向施加的交换场使简并双曲线带分裂，光吸收出现双台阶结构，而纵向电导率虚部出现双峰结构。交换场打破了时间反演对称性，并且对于大于表面耦合间隙的交换场，零频率霍尔电导率被量子化为$e^2/h$。这个结果意味着克尔和法拉第旋转角的大值。在超薄板中，光的多重散射和体电导率的缺乏，使得克尔角和法拉第角在很宽的频率范围内保持相当大。
2014-04-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear ac conductivity of one-dimensional Mott insulators
我们讨论了一维绝缘体中低能电荷输运的半经典计算，重点是莫特绝缘体，由于短程相互作用和周期性晶格势的结合，其电荷自由度是带隙的。结合RG和瞬子方法，我们计算了非线性交流电导率，并解释了多光子吸收的结果。我们比较了相互作用系统的半经典计算的结果，微扰，全量子力学计算的多光子吸收在一维带绝缘体，并发现很好的协议时，同时吸收的光子数是大的。
2008-02-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fluctuational internal Josephson effect in topological insulator film
研究了电子和空穴在拓扑绝缘体薄膜相对表面间的隧穿。我们预测相当大的增强隧道电导率的库珀电子-空穴对的波动，是他们的库珀配对的前体。在临界折射率ν = 2的临界温度附近，库珀对涨落导致隧穿电导的临界行为。如果无序抑制了对，则在量子相变附近的隧穿电导行为也是临界的，其指数μ = 2。这种效应可以解释为涨落内约瑟夫森效应，它是电子-空穴双层膜的普遍现象。讨论了这种效应在其它电子空穴双层结构实现中的特殊性。
2013-07-29 cond-mat.mes-hall
Reversible Engineering of Topological Insulator Surface State Conductivity through Optical Excitation
尽管具有宽带响应，但在特定波长处有限的光吸收阻碍了基于狄拉克费米子的光电子学的发展。石墨烯和各种半导体的异质结构已被探索用于此目的，而非理想的界面往往限制性能。拓扑绝缘体是一种自然的混合系统，其表面态具有高迁移率的狄拉克费米子，而小带隙的半导体体态强烈吸收光。在这项工作中，我们显示了一个大的光电流响应的场效应晶体管器件的基础上本征拓扑绝缘体Sn-Bi 1. 1 Sb 0. 9 Te 2S。光电流响应是非易失性的，并且敏感地依赖于表面态的初始费米能，并且可以通过控制栅极电压来擦除。我们的观察结果可以用远程光掺杂机制来解释，在该机制中，光激发体中的缺陷并将局域载流子释放到表面态。这种光掺杂在不损害迁移率的情况下调制表面态电导率，并且其还显著地修改表面态的量子霍尔效应。因此，我们的工作说明了一条路线，可逆地操纵表面状态，通过光激发，脱落光利用拓扑表面状态的量子光电子学。
2020-09-21 cond-mat.mes-hall
Problem of nonlinear conductivity within relaxation time approximation in noncentrosymmetric insulators
Department of Physical Science, Ritsumeikan University（立命馆大学物理科学系）；Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学应用物理系）；Department of Liberal Arts and Basic Sciences, College of Industrial Technology, Nihon University（日本大学工业技术学院文理基础科学系）
本文提出了一种基于Redfield方程改进的RTA方法，用于研究非中心对称绝缘体中的非线性导电性问题。
2024-11-01 cond-mat.mes-hall
Delocalization of surface Dirac electrons in disordered weak topological insulators
三维弱拓扑绝缘体侧面的无质量狄拉克电子的能谱受构成样品的单位原子层数目是偶数还是奇数的显著影响，在偶数情况下它具有有限大小的能隙，而在奇数情况下它是无能隙的.当费米能级位于狄拉克点时，计算了具有淬火无序的二维狄拉克电子系统的电导率。结果表明，电导率随着无序度的增加而增加，当系统的纵横比适当固定时，电导率没有明显的奇偶差异。从系统的平均电导率的大小依赖性，标度函数$β$下确定的单参数标度假设。结果表明，$β= 0$处于电导率最小化的清洁限度内，而$β> 0$处于其他限度内。因此，该系统是一个完美的金属在热力学极限，除了在清洁的限制，应被视为一个不稳定的不动点。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Dynamics of electric charge transport and determination of the percolation insulator-to-metal transition in polyvinyl-pyrrolidone / nano-graphene platelet composites
采用宽带介电谱（Broadband介电谱）研究了不同分散度纳米石墨烯片晶（NGP）负载聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的介电性能。探讨了复介电常数和动态交流电导率作为频率，温度和成分的函数。浓度依赖性的绝缘体到导体的过渡跟踪通过依赖性的直流电导率和发病的色散交流交流电导率。介电谱的温度演化，低于和高于分数阈值表现出不同的动力学和标志的临界逾渗阈值。逾渗是由量子渗透的有效势垒设置的聚合物基体平行于NGP的物理接触的导电操作，根据预测的系统组成的半导体矩阵和分散的导电夹杂物。
2017-04-29 cond-mat.mes-hall
Local Hall Conductivity in Disordered Topological Insulators
Wellesley College（韦尔斯利学院）；Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究无序拓扑绝缘体中局部霍尔电导的特性，发现引入非磁性势能 disorder 可增加陈数绝缘体状态的参数空间区域，并通过分割无序斑块增强拓扑安德森绝缘体的相空间。
2026-03-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Clausius-Mossotti Lorentz-Lorenz relations and retardation effects for two-dimensional crystals
宏观表面电极化率决定了绝缘单层二维原子晶体的线性光学性质，并且可以用原子的微观极化率来表示。我们计算的局部电场作用在一个单一的原子，无论是静态和动态的情况下，作为外部施加的电场和所产生的场的叠加在晶体中的诱导偶极子。我们发现，在动态的情况下，延迟效应的本地电场相对于入射的相位。这就解释了为什么单层二维原子晶体的菲涅耳系数本质上是复杂的量，即使假设宏观表面电导率为零。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Geodesic scattering by surface deformations of a topological insulator
考虑了无质量电子在三维拓扑绝缘体导电表面上的经典弹道动力学，受表面高度随机变化的影响。通过求解短程线方程和Boltzmann方程，得到了任意各向异性色散关系下的散射截面和电导率σ_i。在大的表面电子密度n下，这种测地线散射机制（具有σ propto sqrt{n}）在限制表面电导率方面比静电势散射更有效。
2010-07-08 cond-mat.mes-hall
Momentum-Dependent Mass and AC Hall Conductivity of Quantum Anomalous Hall Insulators and Their Relation to the Parity Anomaly
二维QAH绝缘体的狄拉克质量与平面量子电动力学的奇偶异常直接相关，如最初在物理评论快报中所示。52，18（1984）。在这项工作中，我们连接的附加动量依赖的牛顿质量项的QAH绝缘体的宇称异常。通过计算有效作用量，我们揭示了牛顿质量项的作用就像一个宇称破缺元素的高能正则化计划。因此，它与奇偶异常直接相关。此外，计算的有效行动，使我们能够确定有限的频率校正QAH绝缘子的直流霍尔电导率。我们推导出首阶AC修正包含一个与扭转霍尔粘度成正比的项。这为通过电学或磁光实验测量这种非耗散输运系数铺平了道路。此外，我们证明，牛顿质量显着改变的AC霍尔电导率的共振结构相比，纯狄拉克系统，如石墨烯。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Quantization of spin Hall conductivity in two-dimensional topological insulators versus symmetry and spin-orbit interaction
通过电子结构计算，研究了二维拓扑绝缘体静态自旋霍尔电导率的三阶张量.它似乎量子化的数值表现为高度对称的系统独立的间隙大小。具有六边形和正方形布拉维晶格的2D晶体显示出类似的效果，而真正的矩形平移对称产生远低于量子$e^2/h$的电导率值。场致反转对称性的提升并不影响量子自旋霍尔态直到能带反转，但影响电导量子化。只要反向间隙决定拓扑特征，弱的双轴守恒应变和单轴应变的影响都很小。结果进行了讨论的原子几何形状和Rashba贡献的自旋轨道相互作用（SOI）。平移和点群对称性以及SOI规则的自旋霍尔电导的量子化的偏差。
2019-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear temperature dependence of conductivity in Si two-dimensional electrons near the apparent metal-to-insulator transition
在Si中的高迁移率二维电子系统中，在表观金属-绝缘体转变的临界密度$n_c=0.32\times10^{11}$ cm $^{-2}$附近，电导率在费米温度附近显示线性温度（$T$）依赖性。当$σ_0$（从线性T依赖性推断的T=0电导率）作为密度的函数绘制时，可以看到具有不同$σ_0(n)$关系的两个区域，表明存在两个不同的阶段。有趣的是，这两种状态之间的急剧转变与$n_c$一致，并且转变的$σ_0$是$\sim$ $e^2/h$，即每平方的量子电导。当T=0时，数据偏离了线性$σ(T)$关系，并讨论了Si样品中可能的渗流型相变。
2006-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Discovery of Higher-Order Topological Insulators using the Spin Hall Conductivity as a Topology Signature
拓扑绝缘体是一种当$d$维绝缘体被限制在（$d-1$）维时具有金属边界态的物质相，它的发现和实现导致了几个潜在的应用。最近，它表明，受保护的拓扑状态可以表现在（$d-2$）维，如铰链和角状态的三维和二维系统，分别。这些非平凡的材料被称为高阶拓扑绝缘体（HOTI）。在这里，我们使用{ \it ab initio}计算和紧束缚模型的组合显示自旋霍尔效应和HOTI之间的连接。该模型演示了如何在HOTI相内出现非零的体中隙自旋霍尔电导率（SHC）。在此之后，我们进行了高通量密度泛函理论计算，以找到未知的HOTI，使用SHC作为标准。我们计算了693个绝缘体的SHC，得到7个稳定的二维HOTI。我们的工作指导新的实验和理论的进展高阶拓扑绝缘体的实现和应用。
2020-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductivity of two-dimensional small gap semiconductors and topological insulators in strong Coulomb disorder
我们很荣幸在Emmanuel Rashba 95岁生日之际将这篇文章献给他。在理想的无无序情况下，二维带隙绝缘体具有等于带隙的一半的电导率激活能，$Δ$。但输运实验在低温下通常表现出小得多的活化能，并且该活化能与$Δ$之间的关系尚不清楚。在这里，我们考虑的温度依赖的二维窄禁带半导体衬底上含有库仑杂质的电导率，主要集中在的情况下，当振幅的随机电位$Γ\gg Δ$。我们发现，电导率一般表现出三个制度，只有最高温度制度表现出的活化能，反映了带隙。在较低的温度下，传导通过最近邻或可变范围跳跃电子和空穴之间的混乱所创建的水坑进行。我们发现，与这些过程相关的激活能和特征温度急剧崩溃附近的临界杂质浓度。较大的浓度导致指数小的活化能和指数长的局域化长度，这在介观样品中可以表现为无序诱导的绝缘体到金属的转变。我们在具有非常大介电常数的三维拓扑绝缘体薄膜中得到了类似的无序驱动的陡峭绝缘体-金属转变，其中由于电场的限制，内部库仑杂质产生更大的无序势。远离中性点，这种非常规的绝缘体到金属的转变是由传统的金属-绝缘体转变在小的杂质浓度，使我们达到无序驱动的重入金属-绝缘体-金属转变。
2022-08-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anomalous Temperature Dependence of Quantum Correction to the Conductivity of Magnetic Topological Insulators
磁性拓扑绝缘体中的量子输运揭示了磁性和电子能带结构拓扑结构之间的强烈相互作用。最近对磁掺杂的拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜的实验显示了磁电导率的异常温度依赖性，而它们的场依赖性呈现出弱反定域的明显特征[Tkac等人，物理修订信函123，036406（2019）]。在这里，我们证明了由体磁化引起的表面电子的微小质量导致对πBerry相位的依赖于温度的校正，并产生对表面电子的相位相干长度的退相干机制。因此，通过降低温度，对电导率的量子校正可以表现出非单调行为。这是由于量子拓扑材料中的Berry相与拓扑表面电子的量子干涉密切相关。
2020-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Finite-temperature conductivity and magnetoconductivity of topological insulators
拓扑绝缘体的电子输运实验面临着一个两难的选择。磁导率的负尖点被广泛认为是拓扑表面态的量子输运特征，这些拓扑表面态不受局域化的影响，并且表现出弱的反局域化。然而，当温度降低时，测得的电导率下降，表现出与普通无序金属一样的弱局域化的典型特征。本文在同时考虑电子-电子相互作用和量子干涉的情况下，给出了无质量和有质量狄拉克费米子的电导率公式，它是磁场和温度的函数.该公式通过明确阐明电导率的温度依赖性由相互作用主导，而磁导率主要由量子干涉贡献来调和这一困境。该理论为定量研究拓扑绝缘体和其他二维Dirac类系统（如石墨烯、过渡金属二硫属化物和硅烯）中的输运铺平了道路。
2014-04-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
