The topological Anderson insulator phase in the Kane-Mele model
有人提出，在拓扑平凡的碲化汞/碲化镉（HgTe/CdTe）量子阱中加入无序可以诱导跃迁到拓扑非平凡态。由此产生的状态被称为拓扑安德森绝缘体，并在Bernevig-Hughes-Zhang模型的计算机模拟中发现。在这里，我们表明，拓扑安德森绝缘体是一个更普遍的现象，也出现在蜂窝晶格上的拓扑绝缘体的凯恩-梅勒模型。我们数值研究了相关参数的相互作用，并建立了拓扑安德森绝缘体存在的参数范围。一个交错的亚晶格势原来是一个必要的条件，过渡到拓扑安德森绝缘体。对于足够弱的无序，计算的基础上的最低阶玻恩近似定量再现的数值数据。因此，我们的研究结果大大增加了拓扑安德森绝缘体相的候选材料的数量。
2016-04-06 cond-mat.mes-hall
Topological hybrid semimetal phases and anomalous Hall effects in a three dimensional magnetic topological insulator
在这项工作中，我们提出了一个铁磁性的Bi $_2$ Se $_3$作为候选人举行的Weyl和线半金属相共存，打破了时间反演对称性。我们证明了通过调节塞曼交换场强度和费米速度可以产生I型Weyl半金属相、I型和II型半金属相以及它们的混合型线半金属相。讨论了它们在U（1）规范场下的拓扑响应。我们的结果为实现Weyl和半金属线提供了一条新的途径，并将有助于理解三维物质系统中的拓扑输运现象。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall
Algebraic and Geometric Mean Density of States in Topological Anderson Insulators
无序系统的代数平均态密度和几何平均态密度可以揭示电子局域化的性质。为了更好地理解二维无序拓扑相，我们计算了无序Bernevig-Hughes-Zhang模型的态密度。拓扑相位的特点是由一个完美的量子化的导电平台，进行螺旋边缘状态，在一个双端设置。在无序的存在下，拓扑相的主体是带绝缘体或安德森绝缘体。它们都可以保护边缘态不受后向散射的影响。根据代数平均态密度与几何平均态密度的比值，明确区分了拓扑相是拓扑带绝缘体还是拓扑Anderson绝缘体。计算表明，拓扑安德森绝缘体可以诱导从一个拓扑平凡的带绝缘体或拓扑非平凡的带绝缘体的无序。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Size Effects on Transport Properties in Topological Anderson Insulators
利用Landauer-Büttiker方法结合非平衡格林函数方法研究了拓扑Anderson绝缘体中输运性质的尺寸效应。计算了几种不同宽度的纳米带的电导，发现窄纳米带不再存在量子化平台。局域自旋分辨电流分布表明，两侧的边缘态可以耦合，导致背散射随着纳米尺度宽度的减小而增强，从而破坏了拓扑Anderson绝缘体中的完美量子化现象。我们还表明，非量子化电导的主要贡献也来自边缘状态。最后讨论了拓扑Anderson绝缘体的实验方案。
2011-07-26 cond-mat.mes-hall
Acoustic topological Anderson insulators
最近在拓扑安德森绝缘体上的突破揭示了传统观念的崩溃，即足够强的无序可能会导致拓扑保护输运态的出现，而不是破坏。虽然拓扑Anderson绝缘体已经在各种时间反演对称性破缺系统中被观察到，但受时间反演对称性保护的拓扑Anderson绝缘体的观察仍然很少，这被认为在集成器件等应用中更有前途。在这里，我们报告的拓扑安德森绝缘体在二维双层声子晶体的实验观察。通过引入在位无序，观察到了强的自旋相关边缘态，作为拓扑Anderson绝缘相的证据。此外，通过计算自旋Bott指数来确定系统的拓扑不变量，证实了系统中存在无序诱导的拓扑态.我们的研究结果表明，在集成器件的加工过程中引入的杂质和缺陷可以诱导拓扑输运态的形成，这为集成器件的设计探索了新的途径。
2021-11-12 cond-mat.mes-hall
Gate-controlled semimetal-topological insulator transition in an InAs/GaSb heterostructure
我们报道了半金属InAs/GaSb异质结构到拓扑绝缘体的栅控转变。通过降低带反转的程度与前和背栅电压引起的过渡。纵向电阻峰的温度依赖性表明，随着栅极电场的增加，体区域中的能隙打开。体传导的抑制和过渡到一个拓扑绝缘体确认使用双锁定技术，这使我们能够严格比较不同的电流路径的样品中的电压分布，而不受随时间变化的电阻波动的影响的非局部电阻测量。
2015-06-19 cond-mat.mes-hall
Topological origin of edge states in two-dimensional inversion-symmetric insulators and semimetals
对称性在识别和表征物质的拓扑状态中起着至关重要的作用。在这里，我们分类拓扑二维（2D）绝缘体和半金属消失的自旋轨道耦合使用时间反演（$\mathcal{T}$）和反转（$\mathcal{I}$）对称性。这使我们能够将$\mathcal{I}$和$\mathcal{T}$对称2D绝缘体中的边缘态的存在联系起来，根据Altland-Zirnbauer表，这些边缘态在拓扑上是平凡的，而$\mathbb{Z}_2$是$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量。该不变量与Zak相位的量化直接相关。它还预测了一般存在的边缘状态的狄拉克半金属，在手征对称性的情况下。然后，我们将我们的研究结果应用到双层黑磷，并显示发生栅极诱导的拓扑相变，其中的$\mathbb{Z}_2$不变的变化。
2016-12-13 cond-mat.mes-hall
Unveiling a crystalline topological insulator in a Weyl semimetal with time-reversal symmetry
我们认为一个自然的概括的晶格模型的周期性阵列的两层，A和B，由傅[物理学评论快报。106，106802（2011）]作为晶体绝缘体的原型。该模型具有时间反演对称性和破缺反演对称性。我们发现，当层内次近邻跳跃ta2，a = A，B消失，该模型支持外尔半金属相的范围很广的剩余模型参数。当考虑ta2的影响时，拓扑结晶绝缘相发生在Weyl半金属内。通过映射到一个有效的外尔哈密顿量，我们得到了一些分析结果的相图以及外尔半金属的光谱中的节点的结构。
2014-06-17 cond-mat.mes-hall
Weyl semimetals from noncentrosymmetric topological insulators
研究了三维拓扑绝缘体到无反转对称的正常绝缘体的相变问题。与前人的结论不同，我们证明了Weyl半金属总是以中间相的形式存在，而不受晶格对称性的任何约束，尽管临界区的区间对参数空间中路径的选择很敏感，而且可能很窄.我们通过对非中心对称的拓扑绝缘体LaBiTe $_3$和LuBiTe $_3$以及平凡绝缘体BiTeI进行第一性原理计算来证明这种行为。发现在$x\!\approx\!38.5-41.9$和$x\!\approx\!40.5-45.1$的LaBi $_{1-x}$ Sb $_x$ Te $_3$和LuBi $_{1-x}$ Sb $_x$ Te $_3$固溶体中分别存在一个坚固的Weyl半金属相.一个低能有效的模型也被构造来描述这两种材料的临界行为。在BiTeI中，外尔半金属也会在压力下出现，但只在很小的压力范围内，这可以解释为什么它没有被实验观察到。
2014-09-23 cond-mat.mes-hall
Anderson localization and the quantum phase diagram of three dimensional disordered Dirac semimetals
通过数值精确方法计算平均态密度、典型态密度和参与比的倒数，研究了存在猝灭轴向或标量势无序时三维非相互作用Dirac半金属的量子相图.我们发现，作为一个功能的无序强度的半填充（即未掺杂）狄拉克半金属显示三个不同的基态，即不可压缩的半金属，可压缩的扩散金属，和本地化的安德森绝缘体，在形成鲜明对比的传统的脏金属，只支持后两个阶段。我们建立了两个不同的量子临界点的存在，这两个量子临界点分别支配半金属-金属和金属-绝缘体量子相变，也揭示了它们潜在的多重分形性质。远离半填充的（掺杂的）系统表现为扩散金属，可以只经历安德森局域化，这是通过确定的迁移率边缘和能量和无序方面的相图。
2015-08-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic second-order topological insulators and semimetals
我们提出了磁性二阶拓扑绝缘体（SOTI）。首先，我们研究一个三维模型。指出了拓扑铰链绝缘体除了铰链态外，实际上还具有沿[001]方向的表面态.我们间隙这些表面状态通过引入磁化，获得一个SOTI只有铰链状态。体拓扑数是由四重旋转和反转对称的组合对称性保护的$Z_2$指数。接下来我们研究二维磁性SOTI，其中角状态在磁化的存在下也是鲁棒的。最后，我们构建了一个磁性二阶拓扑半金属分层的二维磁性SOTI，铰链弧状态是强大的存在下的磁化。
2018-02-10 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantum-anomalous-Hall insulator to Anderson insulator quantum phase transition and its scaling behavior
通过研究二维超导体到绝缘体的量子相变，或量子霍尔效应中从一个平台到下一个平台或到绝缘体的量子相变的标度行为，揭示了量子相变的本质。在这里，我们报告的量子相变从量子反常霍尔（QAH）绝缘体的磁性拓扑绝缘体通过调整化学势的安德森绝缘体的实验观察。我们的实验证明了标度行为的存在，从中我们提取了这种量子相变的临界指数。我们期望我们的工作将激发在这一新的背景下对量子相变的许多性质进行更深入的研究。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a quasicrystal lattice
基于最近实验上实现的拓扑Anderson绝缘体和对拓扑准晶晶格的研究兴趣，我们研究了无序对二维Penrose型准晶晶格拓扑性质的影响，该准晶晶格在干净极限下支持量子自旋Hall绝缘体（QSHI）和正常绝缘体（NI）相.结果表明，螺旋边缘态的QSHI相位是强大的弱无序。最显著的是，发现无序可以诱导准晶体系统中的NI相到QSHI相的相变。基于双端器件的数值计算结果表明，在中等的Anderson无序强度下，NI相的能隙内可以出现量子化的电导平台。进一步证实了无序诱导量子化电导平台的局域电流分布位于样品的两个边缘。最后，我们通过计算无序平均自旋Bott指数，确定了这种无序诱导相为拓扑Anderson绝缘体相。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological Anderson insulators in quasicrystals
无序对周期系统高阶拓扑相的影响引起了人们的广泛关注。然而，在非周期系统，如准晶系统，无序和高阶拓扑结构之间的相互作用仍然不清楚。本文研究了二维Amman-Beenker镶嵌准晶晶格中无序对两种二阶拓扑绝缘体的影响，包括准晶四极绝缘体和改进的量子自旋霍尔绝缘体.我们证明了高阶拓扑绝缘体在两种模型中对弱无序都是鲁棒的。更引人注目的是，在两个模型中，在一定的无序强度区域发现了无序诱导的高阶拓扑绝缘体，称为高阶拓扑安德森绝缘体。我们的论文扩展了无序和高阶拓扑结构之间的相互作用的研究准晶系统。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall
Tunable Anderson metal-insulator transition in quantum-spin Hall insulators
数值研究了Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型中的无序效应，发现量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）的Anderson跃迁由模型参数决定。BHZ哈密顿量等价于两个属于酉类的解耦自旋块。与通常认为的二维幺正系统除了在某些临界点外都是绝缘体的观点相反，通过计算局域化长度、能级统计和参与比的标度性质，我们发现在InAs/GaSb型BHZ模型中，在QSHI和正常绝缘体相之间可能出现一个奇异的金属相.另一方面，在HgTe/CdTe型BHZ模型中发现了从QSHI到正常绝缘体的直接跃迁。此外，我们表明，金属相起源于贝瑞相，可以生存的内部和外部的差距。
2015-06-30 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
Topological Signatures in Quantum Transport in Anomalous Floquet-Anderson Insulators
拓扑态需要扩展的体态的存在，如通常在能带和拓扑态桥接体隙的图片中发现的。但在驱动系统中，这是可以绕过的，并且可以得到拓扑态与完全定域的体态共存，就像反常的Floquet-Anderson绝缘体一样。在这里，我们展示了这种特殊的拓扑相的传输特性和它们对无序强度，几何配置（两端和多端设置）和驱动协议的细节的依赖的指纹。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall
Floquet topological insulator phase in a Weyl semimetal thin film with disorder
研究了周期场和无序度对Weyl半金属薄膜拓扑性质的影响。这两个周期场，即，分别讨论了周期磁场和椭圆偏振光的情况。利用Floquet理论，我们发现这两种周期驱动都能共振诱导从正常绝缘体（NI）相到Floquet拓扑绝缘体（FTI）相的拓扑跃迁. Floquet拓扑变换的特征是Chern数的变化。此外，我们表明，Floquet拓扑跃迁可以解释的量子阱近似和旋转波近似的组合。在周期场作用下的无序Weyl半金属薄膜模型中，计算了表征拓扑相的Bott指数。发现FTI相位对弱无序是稳健的，而对强无序强度是崩溃的。有趣的是，我们发现，无序也可以诱导从拓扑平凡相到FTI相的拓扑转变，建立Floquet拓扑安德森绝缘体（FTAI）相。最后，基于玻恩近似的有效介质理论进一步证实了数值结果。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
On Anderson Localization and Chiral Anomaly in Disordered Time-Reversal Invariant Weyl Semimetals: Nonperturbative and Berry Phase Effects
Weyl半金属是一个三维电子系统，在带非平凡Berry电荷的无带隙点附近具有相对论性线性能量色散，它具有许多独特的响应和输运性质，其中一个关键问题是这些性质是否对无序具有鲁棒性以及是否发生安德森局域化。非微扰拓扑效应（涡环）激发和Berry相位在无序时间-研究了反转不变的3d Weyl半金属，证明了在将无序平均扩散子描述为任意净拓扑项及其离域化的非线性西格玛模型中，手征对称性得以恢复结果在足够短的长度尺度上不起作用。安德森局域化发生在足够强的无序，我们预测，手征性和相关现象消失在这样的转变。我们揭示了一种源于Berry相位的机制，这种机制阻碍了这种局域化效应，我们发现由于涡旋环的Berry相位阻碍了安德森局域化，涡旋环之间和散射路径之间发生了相消干涉，我们强调了Berry相位的适用性。我们的理论的候选外尔材料，我们指出，我们的理论与最近的实验发现的不存在手性异常的非中心对称外尔半金属的一致性。
2018-04-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak quantization of non-interacting topological Anderson insulator
研究了强无序诱导的二维拓扑绝缘体（TI）与平凡Anderson绝缘体（AI）之间的跃迁。我们发现了一个独特的标度行为的TI附近的相变的纵向电导接近量子化值的幂律与系统的大小，而不是一个指数律在干净的TI。这个区域因此被称为弱量子化拓扑绝缘体（WQTI）。利用自洽玻恩近似，我们将弱量子化的出现与有效自能虚部在强无序下达到有限值联系起来。我们使用我们的分析理论，直接数值模拟的支持下，研究的拓扑安德森绝缘体的无序范围的影响。有趣的是，虽然这个阶段对于不相关或短程无序是相当普遍的，但它被长程无序强烈抑制，这也许解释了为什么它从未在固态系统中出现过。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall
Surface Green's functions and boundary modes using impurities: Weyl semimetals and topological insulators
在这项工作中，我们提供了一个新的直接和非数值技术获得的表面格林函数的三维系统。该技术基于Phys. Rev. B 100，081106（R）中提出的思想，其中我们从无限系统开始，并使用平面状无限振幅势来模拟边界。这样的配置可以使用T-矩阵形式精确求解。我们应用我们的方法计算了Weyl半金属的表面格林函数和相应的费米弧态。我们还将该技术应用于低维系统，如凯恩-梅勒和陈省身绝缘体模型，以提供一个更有效的和非数值方法来描述边缘状态的形成。
2019-12-14 cond-mat.mes-hall
Floquet composite Dirac semimetals
Chongqing University of Posts and Telecommunications（重庆邮电大学）
研究通过特殊Floquet驱动诱导复合狄拉克半金属，实现I、II、III型狄拉克点共存，为探索新型狄拉克半金属提供新途径。
2025-10-10 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson amorphous insulator
该研究提出拓扑安德森非晶绝缘体现象，证实安德森无序可与非晶结构无序协同驱动s-p能带反转引发拓扑相变，给出相图并由有效介质理论验证，深化了对两类无序与拓扑相互作用的理解。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall
Theory of the topological Anderson insulator
我们提出了一个有效介质理论，解释了无序诱导过渡到一个阶段的量子化电导，发现在计算机模拟碲化汞量子阱。随机势和与p^2 sigma_z成比例的狄拉克哈密顿量的二次修正的结合，可以将普通的带绝缘体驱动成拓扑绝缘体（具有反向带隙）。我们计算了弱无序相边界的位置，并表明它对应于带边的交叉，而不是迁移率边缘。我们的机制形成的拓扑安德森绝缘体是通用的，并将适用于三维半导体与强自旋轨道耦合。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall
Comparative study of Weyl semimetal, topological and Chern insulators: thin-film point of view
将三维（3D）拓扑绝缘体和半金属视为构成2D拓扑（或有时非拓扑）层的堆叠是有用的观点。首先，典型的三维拓扑相，如Weyl半金属（WSM），强和弱拓扑绝缘体（STI/WTI），和陈氏绝缘体（CI）的具体理论模型，往往是这样构建的。其次，相应的3D拓扑材料的制造也以相同的精神进行;采用外延生长技术，使所得样品呈薄膜的形式。在本文中，我们计算$\mathbb{Z}$ -和$\mathbb{Z}_2$ -指数，并研究这种薄膜的3D拓扑系统的拓扑性质的演变，也使CI-与TI-型模型属于不同的对称类在这方面的比较研究。通过比较研究，我们认为WSM是CI，STI是WTI。最后，为了测试我们的方案对无序和相关性的实验的鲁棒性，我们还研究了数值系统的两端电导使用传输矩阵方法。
2016-10-11 cond-mat.mes-hall
Quantum anomalous Hall effect in chiral semimetals
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
本文通过理论计算证明，在手性半金属中，即使导带和价带在零能处接触，量子反常霍尔效应仍然存在，其霍尔电导在退相干下可量子化，而纵向电导保持有限且呈半金属行为，从而扩展了量子反常霍尔效应的概念并揭示了半金属中的量子反常霍尔输运特征。
2026-05-27 cond-mat.mes-hall
Higher-order topological semimetal in acoustic crystals
高阶拓扑绝缘体的概念赋予了材料超过一阶的拓扑状态。特别地，三维（3D）高阶拓扑绝缘体可以具有拓扑保护的1D铰链状态（称为二阶拓扑绝缘体）或0D角状态（称为三阶拓扑绝缘体）。类似地，如果3D高阶拓扑半金属在1D铰链上承载状态，则可以设想3D高阶拓扑半金属。在这里，我们报告了在3D打印的声学晶体中实现二阶拓扑Weyl半金属，其具有3D动量空间中的Weyl点，表面上的2D费米弧态和铰链上的1D无隙态。像弧面状态一样，铰链状态也连接外尔点的投影。我们的实验结果证明了高阶拓扑半金属的存在，这可能为创新的声学器件铺平道路。
2021-02-15 cond-mat.mes-hall
Topological semimetals and topological insulators in rare earth monopnictides
用第一性原理计算方法研究了岩盐稀土配合物$X$（$X=$ N，P，As，Sb，Bi）的电子性质。当忽略氮轨道上的小自旋轨道耦合（SOC）时，在LaN中发现了一种新的拓扑带交叉，称为“链接节环”。打开SOC，除了两点之外，所有节点环都有间隙，由于$C_4$对称性，这两点保持无间隙，并导致3D狄拉克半金属。有趣的是，与LaN不同，发现具有磷属元素组中的其他元素的化合物是拓扑绝缘体（TI），这是由于晶格常数增加以及磷属元素原子上的SOC增强而导致的能带重排的结果。这些TI化合物在$(111)$ -表面上的三个$\bar{M}$ -点处表现出多谷表面狄拉克锥。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Klein-bottle quadrupole insulators and Dirac semimetals
本文通过设计不同π磁通模式构建两类克莱因瓶BBH模型，揭示四极绝缘体、Dirac半金属及成对边缘模式等拓扑相，并验证其鲁棒性。
2023-12-10 cond-mat.mes-hall
Universal magnetotunnel conductance at a Weyl semimetal-layered Chern insulator junction
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础科学国际理论中心）；Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究韦伊尔半金属与层状陈绝缘体界面在磁场作用下的电子输运，发现界面费米弧态的拓扑不匹配导致电导随磁场线性增加并最终饱和，揭示了陈层拓扑电荷泵机制。
2026-04-29 cond-mat.mes-hall
Observation of Anderson localization in ultrathin films of three-dimensional topological insulators
安德森局域化（无序系统中不存在扩散输运）已在许多电子系统中表现为跳跃输运，而在最近发现的拓扑绝缘体中尚未直接观察到它。在这里，我们报告的过渡从弱反局域化制度的扩散输运的安德森局域化制度的可变距离跳跃输运的实验演示与x-ray（Bi $_{1-x}$ Sb $_x$）$_2$ Te $_3$薄膜。随着无序变强，由于弱反定域化的负磁导率逐渐被抑制，并且当电子系统变得强定域化时，最终出现正磁导率。这一工作揭示了无序在双拓扑绝缘体薄膜量子输运性质中的关键作用，理论预言了与拓扑相变相关的丰富物理。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall
Bulk-Defect Correspondence in Particle-Hole Symmetric Insulators and Semimetals
具有基的晶格可以容纳共享相同拓扑电荷的晶体缺陷（例如~位错的Burgers矢量$\vec b$），但是它们的核心的微观结构不同。我们证明，在绝缘体与粒子-空穴对称性和奇数轨道每个网站，微观细节极大地影响电子结构：修改可以创建或湮灭非平凡的束缚态与相关的分数电荷。我们发现，这一观察是有关的二聚链的末端模式的行为，并讨论如何在这些更复杂的情况下，从拓扑不变量预测的末端或缺陷状态。此外，使用明确的蜂窝晶格的例子，我们解释了束缚态的空缺，位错和向错是如何相互关联的，以及如何在节点半金属，如石墨烯出现类似的功能。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Quantized large-bias current in the anomalous Floquet-Anderson insulator
我们研究了通过二维周期驱动系统的双端输运，在该系统中，所有的体Floquet本征态都是由无序局域化的。我们专注于异常Floquet-Anderson绝缘体（AFAI）相，这类拓扑非平凡相，其主机拓扑保护的手性边缘模式共存其完全本地化的散装。我们表明，AFAI的独特性质产生显着的远离平衡的运输签名：对于大的偏差之间的铅，量子化的电荷量通过系统的每个驱动周期。在增加偏置时，连接源极到漏极的手性Floquet边缘模式变得完全占据，并且电流迅速接近其量化值。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall
Multifractality at non-Anderson disorder-driven transitions in Weyl semimetals and other systems
具有幂律准粒子色散$ε_{\bf k}\propto k^α$的系统在维度$d>2α$中表现出非安德森无序驱动的跃迁，例如Weyl半金属，具有长程相互作用的超冷离子的一维和二维阵列，量子踢动转子和高维半导体模型。我们研究了在这样的系统中的波函数结构，并表明，在这些过渡，他们表现出分形行为与无限集的多重分形指数。多重分形仍然存在，即使当波函数的本地化是禁止的对称性或拓扑结构，并发生作为一个结果的弹性散射的所有动量状态在带的长度尺度短于平均free path.We计算明确的多重分形谱在半导体和Weyl半金属使用一个循环和两个循环的重整化群方法略高于边际尺寸$d=2α$。
2016-11-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Possible topological phases of bulk magnetically doped Bi2Se3: turning a topological band insulator into the Weyl semimetal
讨论了在磁掺杂拓扑带绝缘体中实现外尔半金属相的可能性。当磁矩为铁磁极化时，由于拓扑质量和磁质量的竞争，系统中存在三个相：拓扑带绝缘相、Weyl半金属相和平凡相.从拓扑绝缘体在Dirac点附近的一般连续哈密顿量出发，导出了Weyl点的低能理论，例如Bi_{2} Se_{3}在$Γ$点附近的${\bf k} \cdot {\bf p}$理论.在此基础上，我们引入金刚石晶格上的微观紧束缚模型来描述磁掺杂拓扑绝缘体，发现了Weyl半金属相。我们还讨论了外尔半金属相对反常霍尔效应的尺寸交叉。最后，我们讨论了外尔半金属相的实验情况。
2012-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Anderson insulators in an Ammann-Beenker quasicrystal and a snub-square crystal
近年来，对非周期系统中物质拓扑相的研究取得了很大进展。在这里，我们研究了无序对二维Ammann-Beenker平铺准晶晶格拓扑相的影响。为了比较的目的，我们也考虑的情况下，一个周期性的snub-square晶格，它具有相同的原始瓷砖的Ammann-Beenker平铺准晶晶格。通过计算自旋博特指数和两端电导，证实了具有不同对称性和周期性的两个系统中具有无序的拓扑相具有相似的性质。结果表明，量子自旋霍尔态对弱无序在准晶晶格和晶格中是鲁棒的。更有趣的是，在这两个系统中出现了由无序引起的拓扑Anderson绝缘体相。此外，局域电流的分布验证了拓扑安德森绝缘体相贡献的量子化电导平台。
2021-02-14 cond-mat.mes-hall
Equilibrium current in a Weyl-semimetal - superconductor heterostructure
由磁性Weyl半金属和常规超导体组成的异质结构表现出平行于超导体界面和垂直于磁化方向的平衡电流。分析一个极小模型，它作为参数的函数可以是平凡的磁性绝缘体相，Weyl半金属相，或三维弱Chern绝缘体相，我们发现平衡电流对表面态的存在是敏感的，例如Weyl半金属的拓扑费米弧态或弱Chern绝缘体的手征表面态.虽然有一个非零的平衡电流在所有三个阶段，表面状态的外观在拓扑制度导致电流的方向反转，相比平凡的磁性绝缘体相的电流方向。我们讨论的解释的表面状态的贡献的平衡电流作为一个真正的空间实现的超导性使平衡手征磁效应的单一的手征，预测发生在散装Weyl超导体。
2021-04-16 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
Electron-phonon cooling power in Anderson insulators
首次提出了Anderson绝缘体中电子-声子能量交换的微观理论。作为电子温度的函数的冷却功率的主要贡献被示出是直接相关的关联函数的局部电子态密度在小能量差的论点。在离局域化跃迁不远的Anderson绝缘体中，波函数的多重分形性和局域态的Mott共振对强烈增强了这种关联函数。我们开发的理论解释了在绝缘氧化铟薄膜中观察到的冷却能力的巨大增强，与先前为无序金属开发的理论的预测相比。我们的研究结果为预测适合于观察多体局域化跃迁的条件开辟了道路。Basko，Aleiner和Altshirt（2006）在开创性的论文中提出了电子绝缘体中存在的那些跃迁，但尚未得到令人信服的证明。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall
Topological insulators and semimetals in classical magnetic systems
研究自然和人工材料中的拓扑相是现代物理科学和工程的中心课题之一。在经典磁系统中，自旋波（或磁振子）和磁孤子（如畴壁、涡旋、Skyrmion等）代表了两种重要的激发。近年来，磁振子和孤子晶体（或超材料）中的拓扑绝缘体和半金属态由于其有趣的动力学特性和在设计稳健的自旋电子器件方面的应用前景而引起了越来越多的关注。本文综述了结构经典磁学中拓扑相的研究进展。本文首先简要介绍了自旋波，讨论了自旋波的拓扑性质，包括磁振子霍尔效应、拓扑磁振子绝缘体和狄拉克（外尔）磁振子半金属。提出了拓扑磁振子器件的设想。然后，我们回顾集体坐标方法描述磁孤子晶格的动力学。阐述了教学拓扑模型如Su-Schrieffer-Heeger模型和Haldinger模型及其在磁孤子晶体中的表现。然后，通过对低维系统中的一阶拓扑绝缘相和呼吸晶体中的高阶拓扑态的理论分析，重点研究了磁孤子的拓扑性质。最后，我们讨论了磁子晶体和孤子晶体中边缘态的实验实现和探测。在结束本文之前，我们评论了挑战和未来前景。
2020-11-19 cond-mat.mes-hall
Variable resistance at the boundary between semimetal and excitonic insulator
我们求解了半金属和激子绝缘体之间的双能带输运模型。我们分析了目前的两个相互竞争的条款与中性激子和带电载流子，分别。我们发现一个高的值的界面电阻，非常敏感的结的透明度。我们探索有利的系统进行实验确认。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-Field Induced Semimetal in Topological Crystalline Insulator Thin Films
研究了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜在外电磁场作用下的电磁特性。TCI薄膜是一种以镜像陈数为指标的拓扑绝缘体。结果表明，在面内磁场作用下，随着一对具有相反手征的无隙锥的出现，带隙闭合。一对无间隙点具有相反的涡数。这是一个回忆的一对外尔锥在三维外尔半金属。因此，我们提出了一个磁场诱导的半金属-半导体转变的二维材料。这是一种巨磁阻效应，其电阻率受磁场控制。我们发现，外加电场使无带隙点发生位移，并使费米速度沿面内磁场的方向重整化。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of three-dimensional Dirac semimetal state in topological insulator Bi2Se3
预测了三维拓扑绝缘体在拓扑到平凡相变的临界区域中表现出三维Dirac半金属态。在这里，我们展示了第一个实验证据的三维狄拉克半金属态的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3与体载流子浓度为~ 10 ^19 cm^{-3}，使用磁输运测量。在低温下，我们的Bi 2Se 3晶体的电阻率表现出明显的Shubnikov-de Haas（SdH）振荡高于6 T。通过Lifshitz-Onsanger和Lifshitz-Kosevich理论对这些振荡的分析揭示了来自3D能带的非平凡π Berry相位，这是3D Dirac半金属态的决定性特征。我们的晶体中的Dingle温度和自然硒空位的大值表明，所观察到的3D狄拉克半金属态是增强的应变场和较弱的有效自旋轨道耦合的结果。
2015-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Anderson Insulator
无序在二维中起着重要的作用，并且负责诸如金属绝缘体转变以及积分和分数量子霍尔效应等引人注目的现象。在本文中，我们研究了无序在最近发现的拓扑绝缘体中的作用。拓扑绝缘体具有一对螺旋边缘态，其自旋方向相反，并表现出量子自旋霍尔效应。我们预测了一个意想不到的和平凡的量子相位称为“拓扑安德森绝缘体”，这是通过在二维金属中引入杂质获得的;这里的无序不仅会导致金属绝缘体转变，正如预期的那样，但从根本上负责创建扩展的边缘状态。我们确定的拓扑安德森绝缘体的相图，并概述其实验结果。
2008-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Metal-Insulator-Like Behavior in Semimetallic Bismuth and Graphite
当高质量的铋或石墨晶体被放置在沿c轴（铋的三角轴）定向的磁场中并降低温度时，电阻会像绝缘体中那样增加，但随后会饱和。我们表明，结合不寻常的特点，具体到半金属，即，低载流子密度、小有效质量、高纯度以及相等数量的电子和空穴（补偿），产生了三种特征能量尺度的独特排序和间隔，这不仅是半金属所特有的，而且伴随着为观察表观场诱导的金属-绝缘体行为提供了宽窗口。使用磁输运和霍尔测量，这种不寻常的行为的细节被捕获与传统的多带模型，从而确认占领传统金属和半导体之间的一个独特的利基由半金属。
2005-06-03 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
Nematic topological semimetal and insulator in magic angle bilayer graphene at charge neutrality
我们报告了一个完全自洽的Hartree-Fock计算相互作用对扭曲双层石墨烯的莫尔平坦带的影响，假设谷U（1）对称性是尊重。我们使用现实的能带结构和相互作用，并专注于电荷中性点，在那里的实验有不同的报告绝缘或半金属行为。将搜索限制在谷U（1）对称性保持不破缺的阶上，我们发现了三种具有竞争基态能量的自洽解：（i）破坏$C_2 {\mathcal T}$对称性的绝缘体，包括谷陈绝缘体;（ii）自旋或谷极化绝缘体;（iii）旋转$C_3$对称性破坏半金属，其无隙性受到莫尔平坦带拓扑结构的保护。我们发现，这些国家的相对稳定性可以调整弱应变，打破$C_3$旋转。这种半金属绝缘子和$C_2 {\mathcal T}$断路绝缘子都是通过弱应变来稳定的。这些基态可能与在电荷中性时看到的半金属和绝缘行为以及它们的观察的样品可变性有关。我们还比较了电荷中性附近的STM测量结果。
2021-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Anderson insulators by latent symmetry
Henan University of Science and Technology（河南科技大学）
本研究提出通过隐含对称性设计和识别拓扑安德森绝缘体，扩展了传统拓扑绝缘体的分类方法。
2026-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Measurement of Coulomb drag between Anderson insulators
我们报道了两个有效的2-d绝缘a- Si_{1-x} Nb_{x}薄膜之间的库仑阻力效应的观察。我们发现只有在有限的实验参数范围内才能测量到相当大的线性响应跨阻率（ρ_{d}）。在假定3-d态密度和局域化长度小于直流层电导率的情况下，ρ_{d}的温度依赖性与Efros-Shklovskii Anderson绝缘体一致。
2008-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Percolating States in the Topological Anderson Insulator
我们研究了无序二维拓扑绝缘体中的量子态。特别是，我们发现这些国家和所谓的拓扑安德森绝缘体（TAI），这是一个拓扑非平凡的阶段诱导的存在下的障碍之间的密切联系。这一阶段的衰减以前可以连接到一个离域体状态与无序强度增加。在这项工作中，我们确定这种离域是一个渗流过渡的状态，环绕山的散装无序潜力的结果。
2015-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Anderson Insulator in Three Dimensions
无序，普遍存在于固体中，通常对物质有序状态的稳定性有害。在这封信中，我们证明，不仅是一个强大的拓扑绝缘体的物理鲁棒无序，但值得注意的是，在某些条件下，无序可以成为其存在的根本原因。我们表明，无序，当足够强，可以将一个普通的金属与强自旋轨道耦合到一个强大的拓扑'安德森'绝缘体，一个新的拓扑相的量子物质在三维空间。
2010-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of an antiferromagnetic topological Anderson insulator in the interacting Haldane model
Goethe-Universität（歌德大学）
通过有限尺寸精确对角化研究自旋Haldane模型中的拓扑安德森绝缘相，发现由安德森无序而非交错质量诱导的反铁磁C=1拓扑安德森相。
2026-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Weyl Semimetal from the Honeycomb Array of Topological Insulator Nanowires
我们发现，孤立的Weyl节点可以出现在一个系统中的并行拓扑绝缘体纳米线排列在蜂窝状的方式。这介绍了另一个理论的例子拓扑半金属相与一对以上的外尔节点，由于其简单的形式的哈密顿量，它可以用来研究各种有趣的现象与此相关联。我们的结果强调，根据分离的Weyl节点的拓扑电磁响应可能会出现或可能不会出现，两对可能有整体抵消净异常霍尔电导率的贡献。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
