Weak (anti-)localization in doped Z_2-topological insulator
利用弱局域化理论研究了掺杂Z_2-拓扑绝缘体的局域化特性。以石墨烯的无序Kane-Mele模型为原型,分析了拓扑质量项、谷间散射和Rashba自旋轨道相互作用对模型的影响.在K点和K'点之间不存在谷间散射的情况下,石墨烯的已知的反定域化趋势自然地被放置为凯恩-梅勒模型的无质量极限。后者被证明有一个单一的行为,即使在没有磁场由于拓扑质量项。当引入谷间散射时,拓扑质量项使系统处于酉类,而普通质量项,如果A和B子晶格不等价,则使系统变为弱局域化。在K-K'散射存在下的Rashba自旋-轨道相互作用驱动系统到弱反局域化,与理想石墨烯情况形成鲜明对比。
2009-07-29 cond-mat.mes-hall
Dynamic Nuclear Polarization from Topological Insulator Helical Edge States
拓扑绝缘体由于其自旋动量锁定的边缘态而在自旋电子学和相关技术中具有很好的应用前景,而这种边缘态又受到时间反转对称性的保护。除了这些系统中出现的独特的基础物理学之外,这些受保护状态的潜在技术应用也在过去十年中推动了TI的研究。然而,大多数已知的拓扑绝缘体材料天然含有自旋核,并且它们与螺旋边缘态的超精细耦合本质上破坏了时间反演对称性,去除了拓扑保护并使得能够通过超精细辅助的反向散射建立动态核自旋极化。在这里,我们计算散射概率和核极化的边缘通道包含高达$34$核自旋使用数值精确分析,利用对称性的问题,大大降低了计算的复杂性。然后,我们展示了普遍的缩放特性的出现,使我们能够将我们的发现外推到更大的和实验相关的系统尺寸。我们发现,相对较弱的螺旋边缘电流可以导致显着的核极化,这表明它可能是一个重要的因素,影响自旋输运的拓扑绝缘体设备。
2018-12-11 cond-mat.mes-hall
Localization and Metal-Insulator Transition in Multi-Layer Quantum Hall Structures
研究了整数量子霍尔体系中弱耦合多层电子系统的相结构和霍尔电导量子化。我们推导了一个有效场论,并进行了双圈重整化群计算。结果表明:(i)有限的层间隧穿(无论多么小)引起连续的金属和绝缘相和金属-绝缘体转变的酉普适类。(ii)霍尔电导率在3D制度中的金属相中没有重整化。(iii)霍尔电导在绝缘相被量子化。在体量子霍尔相中,有效场论描述了表面上的输运。
1997-11-07 cond-mat.mes-hall
Suppressed weak anti-localization in topological insulator - antiferromagnetic insulator (BiSb)$_2$Te$_3$ - MnF$_2$ thin film bilayers
本研究通过分子束外延生长拓扑绝缘体(BiSb)$_2$Te$_3$与反铁磁MnF$_2$的双层薄膜,发现磁邻近效应在狄拉克点打开能隙,抑制弱反局域化,并拟合模型提取了费米速度与相位相干长度。
2024-03-18 cond-mat.mes-hall
Weak localization effect in topological insulator micro flakes grown on insulating ferrimagnet BaFe12O19
在拓扑绝缘体中预期的许多奇异物理需要通过打破时间反演对称性来为它们的拓扑表面态打开一个能隙。通过掺杂磁性杂质已经实现了间隙开放,然而这不可避免地产生额外的载流子和破坏电子输运的无序。相比之下,接近铁磁/亚铁磁绝缘体可以提高器件质量,从而保证更好的方式来打开间隙,同时最小化副作用。在这里,我们生长薄的单晶Sb1.9Bi0.1Te3微片上绝缘铁氧体BaFe 12 O 19通过使用范德华外延技术。在低于50 K的弱垂直磁场中,微片表现出负的磁电阻效应,这种效应可以通过升高温度来淬灭。该特征暗示了弱局域效应是其起源,这在本征拓扑绝缘体中是不存在的,除非表面态能隙被打开。表面态能隙估计为10 meV,通过使用的间隙诱导的弱局域化效应的理论。这些结果表明,磁邻近效应可以打开的间隙的拓扑表面附着到BaM绝缘亚铁磁体。这种异质结构可能为实现新的物理效应以及自旋电子学器件的潜在应用铺平道路。
2016-04-26 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
Signatures of localization on the edge of a fractional topological insulator
Purdue University(普渡大学);Konkuk University(建国大学);Karlsruhe Institute of Technology(卡尔斯鲁厄理工学院)
本研究针对分形拓扑绝缘体边缘,识别出3种部分局域化通道,结合电导与最小准粒子电荷可区分各相,为其输运性质研究提供关键标识。
2026-08-25 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in 2D random fermion systems of chiral symmetry classes
发展了手征对称性类(BDI,AIII,CII)二维无序费米子系统安德森局域化的场论方法。这些对称类的重要代表是随机跳跃模型的二分晶格在带中心。二十年前,盖德和韦格纳在西格玛模型中发现,这些类中的量子干涉效应在所有微扰理论中都是不存在的。我们证明了量子局域化效应出现时,理论是非微扰处理。具体地说,它们是由拓扑涡样激发的西格玛模型。我们导出了包含这些非微扰贡献的重整化群方程。通过分析发现,在拓扑诱导的安德森局域化的驱动下,二维手征类无序系统发生了金属-绝缘体相变。我们还表明,Wess-Zumino和Z_2 θ项的表面上的3D拓扑绝缘体(在类AIII和CII,分别)压倒的涡旋诱导的本地化。
2012-04-24 cond-mat.mes-hall
Localization properties of Chern insulators
本文研究了任意维任意带数的陈氏绝缘体中等时电子格林函数的局域化性质。我们证明了,如果哈密顿量是有限范围和量子霍尔响应是非零的格林函数不能超指数衰减。对于一般的带哈密顿量(可能是无限程),我们证明了格林函数不能有限程,如果量子霍尔响应是非零的。证明使用代数几何的方法。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak localization and weak anti-localization in topological insulators
弱定域和弱反定域是无序电子系统中量子输运的量子干涉效应。在很低的温度下,随着温度的降低,弱反局域化增强电导率,弱局域化抑制电导率。磁场可以破坏量子干涉效应,产生尖点状的正和负磁导率,分别作为弱局域化和弱反局域化的标志。这些效应在拓扑绝缘体中已被广泛观察到。本文综述了拓扑绝缘体中弱(反)局域化的理论和实验研究进展。我们预言了当无质量的狄拉克费米子(如拓扑绝缘体的表面态)获得狄拉克质量时,从弱反定域到弱定域的交叉,并得到了实验的证实。拓扑绝缘体薄膜中的体态具有弱的局域化效应,这与其他具有强自旋轨道相互作用的体系不同。我们比较了狄拉克费米子与传统电子系统在不同对称性无序情况下的局域化行为。最后,我们表明,相互作用和量子干涉都需要占实验观察到的温度和磁场依赖性的电导率在低温下。
2014-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anderson localization and topological transition in Chern insulators
基于二分格分析了具有非平凡拓扑的二维无序系统的拓扑跃迁和局域演化。时间反演对称性破缺的陈氏绝缘体表现出非标准的行为,无序实现只选择性地分布在一个子晶格上。的陈数生存到一个更强的无序强度(一个数量级以上)比均匀分布的无序的情况下,在强无序的情况下,最终状态是金属。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flux-driven delocalization transition in disordered topological insulator nanowires
Ben-Gurion University of the Negev(内盖夫本-古里安大学)
研究无序拓扑绝缘体纳米线中轴向磁通驱动的退局域化转变,通过计算电导提取局域化长度,发现临界指数ν=2,与整数量子霍尔转变不同。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall
Transport Properties of Topological Insulators: Band Bending, Bulk Metal-to-Insulator Transition, and Weak Anti-Localization
我们重新分析了一些关键的传输实验,并提供了一个连贯的理解,当前一代的拓扑绝缘体(TI)。目前,TI输运研究充斥着各种各样的表面和体状态的要求,往往相互矛盾,并缺乏适当的理解TI输运性质。根据Mott和Ioffe-Regel给出的简单标准,即使是最好的TI也不是Mott意义上的真正绝缘体,充其量是弱绝缘的坏金属。然而,带弯曲效应有助于显着的TI输运性质,包括Shubnikov de-Haas振荡,我们表明,利用这种带弯曲效应可以导致莫特绝缘体状态在薄制度。此外,通过重新考虑以前的结果弱反本地化(WAL)的影响与额外的新数据,我们纠正了文献中的误解,并产生一个连贯的图片WAL效应在TI。
2014-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Metal-insulator transition in 2D: Anderson localization by temperature-dependent disorder?
对于随机势依赖于温度的情况,本文提出了单参数定域标度理论的推广。导出了描述电阻行为的标度方程。它示出的金属之间的竞争的Drude电阻率和本地化的温度依赖性导致的最大值(最小值)在较高(较低)的温度。一个金属-绝缘体转变的带电陷阱,其浓度取决于温度的模型中的说明。
1999-09-24 cond-mat.dis-nn 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
Tunable interaction-induced localization of surface electrons in antidot nanostructured Bi2Te3 thin films
近年来,人们在拓扑绝缘体中观察到低温下电导率的对数下降,这意味着表面电子的局域化趋势。在这里,我们报告的拓扑绝缘体Bi 2 Te 3薄膜的量子输运实验阵列的antidot纳米结构。随着反量子点密度的增加,观察到对数温度依赖性电导率曲线的斜率系统地减小,表明电子-电子相互作用可以通过反量子点来调节。同时,弱的反局域化效应揭示了在磁导率的退相干机制中电子-电子相互作用的优势增强。观察可以从解毒剂诱导的有效介电常数的降低来理解,其控制表面电子之间的相互作用。我们的结果阐明了电子-电子相互作用在表面电子局域化中不可或缺的作用,并指出了相互作用拓扑绝缘体中表面电子的局域化。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
On strong f-electron localization effect in topological kondo insulator
在周期性Anderson模型(PAM)框架下,采用从玻色子技术,通过平均场理论(MFT)计算,研究了一般拓扑近藤绝缘体(TKI)系统表面态的强f电子局域化效应.发现表面金属性与体绝缘一起需要这种类型的本地化。传统绝缘体和拓扑绝缘体中的表面态之间的关键区别在于,沿着连接同一BZ中的两个时间反演不变动量(TRIM)的路线,这些表面态将与谱隙内的费米能量相交,偶数/奇数次。对于偶数(奇数)个表面态交叉,表面态是拓扑平凡的(非平凡的)。这里得到的表面能带结构的对称性考虑和图形表示显示奇数交叉导致的结论是,至少在PAM框架内,通用系统是一个强拓扑绝缘体。
2021-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak localization and Berry flux in topological crystalline insulators with a quadratic surface spectrum
本文研究了拓扑晶体绝缘体中二次带交叉表面态的弱局域化。结果表明,二次带交叉点的拓扑结构决定了WL电导率校正的负号。对于破缺的时间反转对称性的表面状态,一个明确的依赖关系的WL电导率上的带Berry通量得到和分析不同的载流子密度制度和类型的能带结构(正常或倒置)。这些结果提出了一种通过WL测量来检测带Berry通量的方法。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Probing onset of strong localization and electron-electron interactions with the presence of direct insulator-quantum Hall transition
我们对无序二维电子系统(2DES)进行了低温输运测量。随着垂直磁场的增加,2DES发生直接绝缘体-量子霍尔转变后,观察到强局域化导致量子霍尔效应的特征。然而,这样的转变并不对应于强本地化的开始。霍尔电阻率和霍尔电导率的温度依赖性揭示了电子-电子相互作用对我们研究中观察到的转变的重要性。
2010-04-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Weak localization of bulk channels in topological insulator thin film
弱反定域化(WAL)预计每当强自旋轨道耦合或散射开始发挥作用。拓扑绝缘体的体态中的自旋轨道耦合非常强,足以导致拓扑相变。然而,最近观察到的WAL在拓扑绝缘体似乎有一个模糊的起源从体态。从三维拓扑绝缘体的有效模型出发,我们发现拓扑绝缘体薄膜的最低二维体子带可以用修正的质量Dirac模型来描述.我们推导了二维体子带和表面带的磁导率公式。由于相对较大的间隙,2D体子带可能位于其中也期望幺正行为或甚至弱局域化(WL)的区域中,而不是总是WAL。因此,体态可能贡献小的磁导率,甚至补偿来自表面态的WAL。当体WL通道的数量超过表面WAL通道时,可能会出现磁导率曲线的拐点,从而提供来自体状态的弱局部化的签名。
2011-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Effects of nuclear spins on the transport properties of the edge of two-dimensional topological insulators
二维拓扑绝缘体边缘沟道中的电子可以描述为螺旋Tomonaga-Luttinger液体。它们通过超精细相互作用耦合到嵌入在主体材料中的核自旋,因此受到核自旋上的弹性自旋翻转背散射。我们调查的核自旋引起的边缘电阻由于这样的背散射进行重整化群分析。值得注意的是,这种背散射机制的效果是强的螺旋边缘比在非螺旋通道,这被认为是存在于平凡的制度的InAs/GaSb量子阱。在具有足够长边缘的系统中,无序的核自旋导致边缘电阻,其在降低温度时呈指数增长。另一方面,来自边缘态的电子介导各向异性的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida核自旋-自旋相互作用,这诱导了低于转变温度的螺旋核自旋序。我们讨论的螺旋秩序的特点,以及它的实验签名。在有序相,我们确定了两个背散射机制,由于电荷杂质和磁振子。内部产生的磁场允许电荷杂质上的背散射,并导致边缘态的安德森型局域化。磁振子介导的背散射导致幂律电阻,其在零温度下被抑制。总的来说,我们发现,在一个足够长的边缘的核自旋,是否有序,抑制边缘电导为零的温度接近零。
2018-03-29 cond-mat.mes-hall
Localization and One-Parameter Scaling in Hydrogenated Graphene
我们报道了在低覆盖率的氢原子的无序石墨烯中的金属-绝缘体转变。氢与石墨烯相互作用产生短程无序并将状态定位在中性点附近。局域化的能量范围随H浓度的增加而增大。计算结果表明,低能传输通道的电导随样品尺寸呈指数衰减,并能很好地用单参数标度函数拟合,类似于二维无序系统中无序驱动的金属-绝缘体相变.
2010-06-25 cond-mat.mes-hall
Irradiation-induced metal-insulator transition in monolayer graphene
简要回顾了无序单层石墨烯样品中载流子逐渐局域化和金属-绝缘体转变的实验研究。用不同剂量的重离子和轻离子辐照诱导无序。通过拉曼散射光谱的测量来控制无序度。电导率和磁电阻(MR)的温度依赖性表明,在低无序,电导率是由弱局域化和反局域制度。当用变程跳跃(VRH)机制描述电导率时,无序度的进一步增加会导致载流子的强烈局部化。有人观察到,在VRH制度的MR是负的,在垂直的领域,并允许揭示不同的机制跳跃MR平行磁场是积极的。理论分析是在一个很好的协议与实验数据。
2019-07-22 cond-mat.mes-hall
Quantized charge transport in disordered Floquet topological insulators in the absence of Anderson localization
本研究通过数值模拟探究含时间无序的Floquet拓扑绝缘体,发现无安德森局域化时量子化电荷输运可与扩散体运动共存,揭示了输运的瞬态与长时间双区域特征及统一标度律。
2023-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localization at the Edge of 2D Topological Insulator by Kondo Impurities with Random Anisotropies
我们考虑手征电子沿二维拓扑绝缘体的一维螺旋边缘运动,并与无序的近藤杂质链相互作用。假设电子-自旋耦合为随机各向异性,我们将该系统映射为无序势对电荷密度波的钉扎问题。这一映射证明了手征电子与自旋杂质耦合中的任意弱各向异性无序导致边缘态的安德森局域化。
2013-08-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport kinetics in excitonic Mott insulator
University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校)
本研究探究范德瓦尔斯异质结中间接激子的输运动力学,通过实验与模拟证实高迁移率对应超流态,输运抑制及IX云收缩指示莫特绝缘态,明确区分了莫特绝缘与无序诱导的局域化。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall
Crossover between Weak Antilocalization and Weak Localization of Bulk States in Ultrathin Bi2Se3 Films
我们报道了通过分子束外延技术生长的5 nm厚的Bi 2 Se 3拓扑绝缘体薄膜的输运研究。角分辨光电子能谱数据表明,体系的费米能级位于狄拉克点以上的体导带中,表明体态对输运结果有重要贡献.特别地,在高达50特斯拉的平行磁场测量中观察到从弱反定域到体态中的弱定域的交叉。测量的磁阻表现出有趣的各向异性相对于B//和I的取向,标志着内在的自旋轨道耦合在Bi 2Se 3膜。我们的工作直接显示了体态中量子干涉效应从弱反定域到弱定域的交叉。这为我们更好地理解现有的三维拓扑绝缘体和纳米级拓扑绝缘体器件的潜在应用迈出了重要的一步。
2014-07-08 cond-mat.mes-hall
Emerging Weak Localization Effects on Topological Insulator-Insulating Ferromagnet (Bi_2Se_3-EuS) Interface
在绝缘铁磁EuS上直接沉积拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜。在居里温度(T_C)以下的零场附近观察到异常的负磁电阻,类似于弱的局域效应,而在T_C以上则恢复到正常的正磁电阻。当上下表面耦合时,只有厚度小于4 nm的Bi_2Se_3层才能观察到这种负磁电阻效应。这些结果为拓扑绝缘体和绝缘铁磁体之间存在邻近效应提供了证据,为实现三维拓扑绝缘体的半整数量子化反常霍尔效应奠定了基础.
2013-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Density-tuned effective metal-insulator transitions in 2D semiconductor layers: Anderson localization or Wigner crystallization
本文通过理论分析9种材料11个二维样品,建立二维金属-绝缘体转变临界密度与迁移率的直接联系,证明绝缘相始终是库仑无序诱导的安德森局域化态,而非真正的维格纳晶体。
2023-05-26 cond-mat.mes-hall
Localization Length in Anderson Insulator with Kondo Impurities
在二维安德森绝缘体中,局域化长度$ξ$取决于磁性杂质对电子自旋的散射率$τ_s^{-1}$。对于交换的反铁磁符号,%常数,由于近藤相关性,时间$τ_s$是{ \em本身是$ξ$的函数}。我们证明,单一制度的本地化是不可能的,当磁性杂质的浓度,$n_{\tiny M}$,小于一个临界值,$n_c$。对于$n_{\tiny M}>n_c$,$ξ$对无因次电导$g$的依赖性是{ \em重入},在增加$g$时交叉到酉,并回到正交行为。近藤关联对弱{ \em parallel}磁场的敏感性导致巨平行磁电阻。
2003-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Impurity effect on weak anti-localization in the topological insulator Bi2Te3
研究了低温下拓扑绝缘体Bi_2Te_3薄膜的弱反局域化效应。在倾斜磁场下的磁导特性中,揭示了与表面载流子相关的二维WAL效应。我们的数据表明,所观察到的WAL对非磁性Au杂质在薄膜表面上的沉积是稳健的。但它会因磁性Fe杂质的沉积而淬灭,从而破坏拓扑表面态的pi Berry相。5 nm Bi2Te3膜的磁导数据表明,观察到的Fe杂质的沉积从辛到酉类的交叉。
2011-04-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Berry-Curvature Exchange Induced Anderson Localization in Large-Chern-Number Quantum Anomalous Hall Effect
本文从理论上研究了双层石墨烯和磁性拓扑绝缘体薄膜中大陈数$\mathcal{C}$量子反常霍尔效应(QAHE)的局域化机制。我们发现,在存在的非线性无序,QAHE在这两个系统中成为安德森绝缘的预期时,无序强度足够大。然而,在自旋翻转障碍的存在下,在这两个主机材料的本地化机制是完全不同的。对于具有Rashba自旋轨道耦合的双层石墨烯,含$\mathcal{C}=4$的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相,然后随着无序强度的增加局域化为Anderson绝缘体.而在磁性拓扑绝缘体薄膜中,含$\mathcal{C=N}$的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相,然后随着无序强度的增加,转变为含${\mathcal{C}}={\mathcal{N}}-1$的QAHE,最后在${\mathcal{N}}-1$ QAHE和金属相之间循环后局域化到Anderson绝缘体中.对于后一个系统中的异常发现,通过对Berry曲率演化的分析,得知相变起源于导(价)带携带的Berry曲率的交换。最后,我们提供了一个与拓扑荷相关的唯象图像,以帮助理解这两种不同相变机制的物理起源。
2020-04-23 cond-mat.mes-hall
Metal-Insulator Coexistence and Gap-Crossing Domain-Wall Modes in an Aubry-André Model with Nonlocal Hopping
Peking University(北京大学);Renmin University of China(中国人民大学);The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Hefei National Laboratory(合肥国家实验室);Shanxi University(山西大学)
本研究在具有非局域跳跃的扩展Aubry-André模型中揭示了金属-绝缘体共存及跨越能隙的畴壁模式,阐明了局域化、非局域性与输运的相互作用。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall
Superconducting insulators and localization of Cooper pairs
电子器件和电路的快速小型化要求对纳米尺度上的波动现象有深刻的理解。超导纳米线--作为这种器件的重要组成部分--可能会严重地受到波动的影响,这种波动往往会破坏长程序并抑制超导性。特别是,量子相位滑移(QPS)在低温下扩散可能会将准一维超导体变成电阻器或绝缘体。在这里,我们介绍了一个物理概念的量子点控制的本地化的库珀对,甚至可能发生在均匀的纳米线没有任何电介质的障碍是一个基本的表现在超导体中的通量-电荷的二元性。我们证明-实验和理论-在“绝缘”状态的深处,这种纳米线实际上表现出非平凡的叠加超导性和弱库仑阻塞的库珀对产生的量子隧穿磁通量穿过导线。
2021-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Disorder enabled band structure engineering of a topological insulator surface
三维拓扑绝缘体是具有$\mathbf{Z}_2$拓扑电子序的块状绝缘体,其产生导电的类光表面态。这些表面电子是非常耐本地化的非磁性无序,并已被采纳为基础的广泛的建议,以实现新的准粒子物种和设备的功能。最近的研究发现,尽管拓扑绝缘体具有抗局域性,但其表面电子可以被缺陷重塑为独特的共振态。在这里,我们使用数值模拟和扫描隧道显微镜的数据表明,这些共振态的意义远远超出了本地化制度通常与杂质带。在模型Bi $_2$ X $_3$(X=Bi,Te)化合物的本征密度下,缺陷共振态被预测为支持扩散电输运的出射电子气产生新的量子基础.
2017-03-03 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction and the 'metal-insulator' transition observed in two-dimensional hole systems
本文计算了GaAs/AlGaAs $p$型量子阱中的自旋和相位弛豫速率。这些速率被用来推导弱局域化修正对电导率的温度依赖性。在$p$型量子阱中,由于强的自旋-轨道相互作用,同时存在弱局域化和弱反局域化。当确定总电导率校正时,还必须包括由于空穴-空穴相互作用引起的项。后者的大小取决于热能和费米能之间的比率$k_{\rm B}T/E_{\rm F}$以及系统是否可以被认为是弹道$(k_{\rm B}T τ_{\rm tr} / \hbar>1)$或扩散($k_{\rm B}T τ_{\rm tr}/\hbar<1$)。我们认为,由于相对较低的费米能和中等的迁移率,在$p$型系统的问题,由空穴-空穴相互作用引起的电导率校正是可以忽略不计的在实验中可访问的最高温度。因此,在这些相对较高的温度下观察到的“金属-绝缘体”转变可能是由干涉效应引起的。我们比较了我们的计算弱反本地化校正与实验结果,从不同的独立组,特别强调的实验Simmons等人。我们发现预测和观察到的transition密度$p_{c}$之间的良好协议。
2002-05-17 cond-mat.mes-hall
Hierarchy of many-body invariants and quantized magnetization in anomalous Floquet insulators
在二维周期性驱动的费米子系统中,我们发现了一族新的少体拓扑相。这些阶段,我们的术语相关性诱导的异常Floquet绝缘体(CIAFIs),其特征在于从多粒子相关性的体磁化的量化贡献,并被归类为一个家庭的整数值拓扑不变量。CIAFI相不需要多体局域化,但出现在k粒子局域化的一般情况下,其中系统对于最大数量k的任何有限数量的粒子都是局域化的(由于无序)。此外,我们表明,当完全多体本地化,周期性驱动系统的相互作用的费米子在两个维度的特点是量化的磁化强度在散装,从而确认的反常Floquet绝缘体的磁化量子化。我们证明了我们的结果与数值模拟。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall
Dissipation driven boundary localization in higher order topological insulators
Center for Advanced Quantum Studies, School of Physics and Astronomy, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学院量子前沿研究中心);Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Ministry of Education), Beijing Normal University(北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室)
研究Bernevig-Hughes-Zhang型二阶拓扑绝缘体,通过非均匀自旋依赖边界耗散,使边界态局域于耗散畴壁,不改变体拓扑,数值计算验证了该结论。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall quant-ph
Interplay between electronic dephasing and localization in finite-sized Chern insulator
本研究通过不同尺寸MnBi₂Te₄微纳结构的输运实验,揭示Anderson局域化对有限尺寸样品低温量子反常霍尔态的稳定作用,以及高温下电子退相干导致局域化失效、偏离量子化的机制,为高温量子反常霍尔系统设计提供依据。
2024-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Mesoscopic Quantum-Hall-Insulator Transition
在强磁场作用下,无序量子线中手征边缘态的急剧局域化跃迁是由体态从二维局域化到一维局域化的交叉驱动的。其结果是,两端电导被发现在零温度下表现出{ \it exactly}整数平台值和零之间的不连续转变,让人想起一阶相变。我们讨论了相应的相图。自旋的电子被示出,导致在众多的阶段,当自旋简并解除塞曼能量。电导平台的宽度被发现敏感地依赖于自旋翻转率$1/τ_s$。
2004-06-01 cond-mat.mes-hall
Algebraic localization implies exponential localization in non-periodic insulators
Duke University(杜克大学)
本文证明二维非周期绝缘体中,若费米投影存在满足五阶加小量矩有限的标准正交基,则必存在指数衰减的Wannier基,支持局域化二分猜想。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Weak Localization and Antilocalization in Topological Insulator Thin Films with Coherent Bulk-Surface Coupling
我们评估量子校正导电性的三维(3D)拓扑绝缘体(TI)的电选通薄膜。我们推导出低场磁电阻作为体掺杂和体表面隧穿率的函数的近似解析表达式。我们的研究结果揭示了弱局部化和弱反局部化的参数制度,并包括扩散Weyl半金属作为一种特殊情况。
2012-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional localization spectroscopy of individual nuclear spins with sub-Angstrom resolution
我们报告精确的本地化光谱实验的个别13 C核自旋附近的中央电子传感器自旋在金刚石芯片。通过检测快速切换的外部磁场中的核自由旋进信号,我们以亚埃分辨率和超过10埃的距离检索核自旋的三维空间坐标。我们进一步表明,费米接触的贡献,可以通过测量核g因子增强的约束。所提出的方法将是有用的映射的原子尺度结构的单分子,纳米级核磁共振光谱学的一个雄心勃勃的重要目标。
2018-06-13 cond-mat.mes-hall quant-ph
Topological delocalization against Anderson localization observed in Bi-doped PbSb2Te4 disordered topological insulator
本文通过输运测量发现,在Pb(Bi1-xSbx)2Te4拓扑绝缘体中,体电子态发生Anderson局域化,而拓扑表面态保持高迁移率并表现出量子振荡,证实了拓扑表面态对抗强无序的离域性质。
2025-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Localization of generalized Wannier bases implies Chern triviality in non-periodic insulators
研究广义Wannier基局域化与非周期绝缘体拓扑性质的关系,证明局域化基的存在意味着陈特征为零,且提出非周期间隙量子系统局域化二元猜想。
2023-05-23 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Weak Localization Effects as Evidence for Bulk Quantization in Thin Films Bi2Se3
拓扑绝缘体中强的自旋-轨道耦合导致了其磁电阻中普遍存在的弱反定域特性。在这里,我们提出的超薄膜的拓扑绝缘体Bi_2Se_3的磁阻测量,并表明,在2D量子极限,其中的拓扑绝缘体散装成为量子化,一个额外的负磁阻功能出现。详细的分析将这一特征与量化的体通道的弱局部化相关联,从而为这种量化提供证据。在不同温度下的退相场的检查表明不同的散射机制在体与表面状态。
2014-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Localization in Magnetically Doped Two-Dimensional Topological Insulators
Instituto de Física Teórica, São Paulo State University(圣保罗州立大学理论物理研究所);School of Physics, Trinity College Dublin(都柏林三一学院物理学院);Advanced Materials and Bioengineering Research (AMBER) Centre, Trinity College Dublin(都柏林三一学院先进材料与生物工程研究中心);Instituto de Física, Universidade Federal do Rio de Janeiro(里约热内卢联邦大学物理研究所)
研究磁掺杂二维拓扑绝缘体中输运性质,通过数值模拟建立分析框架,预测安德森局域化起始及反常局域化区域,发现其电导亚指数衰减,且输运有通用缩放行为,应用于Mn掺杂HgTe量子阱与实验吻合,为反常局域化现象提供理论基础。
2026-07-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Realistic model of correlated disorder and Anderson localization
考虑绝缘体内部(或表面)的一维导电线或二维导电平面,杂质使绝缘体内部的电荷移位。这导致作用在导线(平面)上的长距离波动电场。这个场可以用随机分布的电偶极子来模拟。该模型提供了<U(r)U(r+k)>以1/k衰减的随机相关势。在1D的情况下,这样的相关性给予必要的修正的本地化长度,但不破坏安德森局域化。
1999-01-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Evidence of surface transport and weak anti-localization in single crystal of Bi2Te2Se topological insulator
拓扑绝缘体具有金属表面态,是强自旋轨道耦合的结果,表现出独特的表面输运现象。但是这些表面输运在金属体导电的存在下被掩埋。我们采用改进的Bridgman法合成了高质量的Bi $_2$ Te $_2$ Se单晶,在20 K以下具有高的体电阻率$>$ 20~ $Ω$ cm,而体电阻率大部分是惰性的,表面输运占主导地位。在20-300 K温度范围内,电阻率随温度的变化服从带隙半导体的激活规律.我们设计了一种特殊的测量几何结构,其目的是从块体中提取表面输运。将这种特殊的几何结构应用于电阻测量,发现Bi $_2$ Te $_2$ Se单晶在20 K时表现出从体导电到表面导电的转变。同时,该材料也显示出强有力的证据,弱反局域化的磁输运由于对散射的导电表面状态的保护。这种新颖的简单几何结构是一种简单的途径来寻找拓扑绝缘体中表面输运的证据,这是未来自旋电子学应用的有前途的材料。
2014-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Contribution of weak localization to non local transport at normal metal / superconductor double interfaces
结合最近的实验[Russo { \it et al.},物理修订信函{ \bf 95},027002(2005)],我们研究了弱局域化对具有扩展界面的正常金属/绝缘体/超导体/绝缘体/正常金属(NISIN)三层中的非局域输运的影响。当正常金属相相干长度或能量足够大时,弱局域化对交叉电阻的负贡献可以在绝对值上超过正的弹性共隧穿贡献。
2006-01-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Dirac vs. Weyl in topological insulators: Adler-Bell-Jackiw anomaly in transport phenomena
狄拉克金属(无带隙半导体)被认为是变成外尔金属时,扰动,打破时间反演对称或反转对称,采用。然而,没有实验证据表明在三维空间中存在外尔费米子。在Bi_(1-x)Sb_x中从拓扑绝缘体到能带绝缘体的拓扑相变附近施加磁场,不仅观察到零磁场附近(B < 0.4 T)的弱反定域化现象,而且只在E // B处出现了高于0.4 T的反定域化现象。弱反局域化和负磁阻之间的这种不相容的共存归因于在弱反局域化校正的存在下的Adler-Bell-Jackiw异常(拓扑E B项)。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for weak antilocalization-weak localization crossover and metal-insulator transition in CaCu$_{3}$Ru$_{4}$O$_{12}$ thin films
通过调整层厚度来人工限制电子已被证明是控制复杂氧化物纳米层中竞争相的有力工具。研究了维数对$d$ -电子基重费米子金属CaCu $_{3}$ Ru $_{4}$ O $_{12}$输运性质的影响.输运行为从金属的局部制度时,减少厚度和金属绝缘体的过渡观察到低于3 nm的膜厚度,薄层电阻交叉$h/e^{2} \sim 25~$ k $Ω$,在2D中的量子电阻。磁输运研究揭示了一个强大的非弹性和自旋轨道散射长度之间的相互作用,减少厚度,从而导致弱反局域化(WAL)弱本地化(WL)的交叉在磁电导。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological inverse Anderson insulator
本文提出拓扑逆Anderson绝缘体相,其特征为无序诱导扩展体态与拓扑边缘态,并在多个全带平模型中证实其存在,展现出无序辅助的量子弹道相干输运。
2024-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron Localization in the Quantum-Hall Regime
绝缘态理论通过局域化张量来区分绝缘体和金属,局域化张量在绝缘体中是有限的,在金属中是发散的。在时间反演对称性的情况下,这个相同的张量获得一个非对角虚部,与直流横向电导率成比例,导致后者在二维系统中的量子化。我提供的证据表明,电子本地化-在上述意义上-是共同的原因都消失的直流纵向电导率和量子化的横向霍尔流体。
2005-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci