Quantum Hall Effect in Fractal Graphene: Growth and Properties of Graphlocons
直径高达0.25 mm的高度树枝状石墨烯晶体通过低压化学气相沉积在铜外壳内合成。由于它们的六重对称性和分形形状，这些晶体类似于雪花。研究了不同生长条件下枝晶生长特征的演变，发现表面扩散是枝晶形成的生长限制步骤。枝状晶体的电子性质进行检查，以低于开尔文温度，显示高达6300厘米$^2$ V $^{-1}$ S $^{-1}$和量子霍尔振荡的迁移率观察到高于4 T。这些结果表明，尽管其粗糙的树枝状边缘的高品质的传输性能。
2013-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Energy Spectrum and Quantum Hall Effect in Twisted Bilayer Graphene
采用严格考虑层间相互作用的模型，研究了磁场作用下不同旋转角度的扭曲双层石墨烯的电子光谱和量子霍尔效应.我们描述了从弱场区的离散朗道能级到强场区的分形能带结构的光谱演化，并估计了每个单隙的量子化霍尔电导率。在弱磁场作用下，双层扭曲结构的低能导带分别量子化为范霍夫奇异点之上和之下的类电子朗道能级和类空穴朗道能级，反映了电子袋和空穴袋之间费米面的拓扑变化.相应地，霍尔电导率在转变点处呈现出从正到负的急剧下降。随着磁场强度的增加，谱逐渐演化为分形的能带结构，即所谓的Hofstadter蝶形，其中霍尔电导率呈现出从一个小间隙到一个小间隙的非单调变化。旋转角度越小，激发分形能带结构所需的磁场强度越合适。
2012-05-30 cond-mat.mes-hall
Robustness of chiral edge modes in fractal-like-lattices below two dimensions: A case study
二维量子霍尔系统最显著的特征之一是手征边缘模。它们的存在是体边界对应的结果，它们的稳定性保证了横向电导的量子化。在这项工作中，我们研究了两个微观模型，Hofstadter晶格模型和扩展版本的Halfman的陈氏绝缘体。这两种模型都在二维空间中拥有量子霍尔相位。我们将它们转移到一个和两个之间的维度分形的晶格实现，并研究其边缘状态的存在性和鲁棒性。我们的主要观察结果是，相反，他们的二维对应，有没有在分形边缘模式的普遍行为。相反，它们的存在和稳定性严重依赖于模型的细节和分形的晶格实现。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall
Quantum phase transitions of fractons (a fractal scaling theory for the FQHE)
我们考虑分数子的量子相变与分数量子霍尔效应-量子阱的量子相变相对应。我们知道霍尔态可以用分形子来模拟，分形子被称为电荷通量系统，它满足与分形冯诺伊曼熵相关的分形分布函数。在我们的公式中，分数量子霍尔跃迁的普适类，被认为是分形集的对偶拓扑量子数填充因子标记的Hausdorff维数$h$（$1 < h < 2$）的量子路径的分形。这样，我们定义了与这些普适类相关联的标度指数$κ=1/h$，使得当$h$进入其定义区间时，我们获得$ 1 \gtrsim κ\gtrsim 0.5 $。这个标度指数的行为，拓扑的字符，是与文献中声称的一些实验值。因此，根据我们的方法，我们有一个分形标度理论区分不同的普适性类的分数量子霍尔跃迁的EQUIPHE。
2004-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Fractal-like star-mesh transformations using graphene quantum Hall arrays
针对石墨烯量子霍尔阵列难以获得高有效量子化电阻的问题，提出类分形递归星网变换设计，证明用不超过200个外延石墨烯元件即可实现1 EΩ量级电阻。
2023-09-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Berry curvature and symmetry broken induced Hall effect in MoS2
反转对称性破缺和自旋轨道耦合导致了MoS2的谷和自旋霍尔效应。由于动量空间中的谷分离很大，谷指数被期望是鲁棒的。本文通过对MoS2的对称结构和自旋轨道耦合哈密顿量的分析，研究了由Berry曲率引起的MoS2的量子霍尔效应。最后给出了谷和自旋霍尔效应的表达式和粗略计算。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
Spin Transport Properties of Fractal and Non-Fractal Thinfilm
从二维到准一维研究了Sierpinski垫片分形中自旋输运的空间行为。用自能矩阵表示两个正常的金属导线，将导出的连续哈密顿量离散为紧束缚形式，可以应用非平衡输运的Landauer-Keldysh形式。发现自旋霍尔效应在自旋密度分布中的表现与薄膜的分形结构和形状密切相关。通过量子输运计算，对分形和非分形薄膜从二维正方晶格转变为准一维分形形状（Sierpinski三角形）的局域自旋密度和透射率进行了数值测试.
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Large field-like torque in amorphous Ru2Sn3 originated from the intrinsic spin Hall effect
我们研究了磁控溅射Ru 2Sn 3（4和10 nm）/Co20 Fe 60 B20（5 nm）层状结构中随温度变化的电流驱动的自旋轨道力矩。利用二次谐波霍尔技术测量了非晶Ru_2Sn_3薄膜的类阻尼和类场自旋矩效率，对于4（10 nm）薄膜，分别为0.14 ± 0.008（0.07 ± 0.012）和-0.03 ± 0.006（-0.20 ± 0.009）。相对较厚的Ru 2Sn 3（10 nm）薄膜中的大类场转矩与传统的自旋霍尔材料相比是独特的，所述传统的自旋霍尔材料与具有面内磁各向异性的厚磁性层接合，所述厚磁性层通常具有主导的类阻尼转矩和可忽略的类场转矩。此外，在Ru 2Sn 3（10 nm）/CoFeB（5 nm）中观察到的室温类场扭矩效率比阻尼类扭矩（分别为-0.20 +-0.009和0.07 +-0.012）大三倍，并且在50 K时大三十倍（分别为-0.29 +-0.014和0.009 +-0.017）。类场力矩的温度依赖性主要来自内禀自旋霍尔效应，而类阻尼力矩主要来自外禀自旋霍尔效应、斜散射和侧跳.通过宏观自旋计算，我们发现在垂直铁磁层中引入类场力矩，其量级或大于类阻尼力矩，可以降低开关临界电流，减小磁化过程。
2021-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Tunneling-induced fractal transmission in Valley Hall waveguides
研究Valley Hall波导在大带隙和硬畴壁条件下的尖角背散射，揭示其由准动量空间共振隧穿导致，并随波导取向形成分形图案。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall quant-ph
Weak-field Hall effect and static polarizability of Bloch electrons
本文在分析电子受力的基础上，提出了布洛赫电子弱场霍尔效应的理论。认为电流由两部分组成，即沿电流方向的电场驱动电流和退磁电流的非耗散贡献。本文详细讨论了正方晶格和体心立方晶格紧束缚模型的霍尔电阻随电子浓度的变化。为了比较，还讨论了强磁场的影响。
2008-11-20 cond-mat.mes-hall
Ultracold atomic gas in non-Abelian "magnetic" fields: the quantum Hall effect supremacy
现在，在实验上可以为囚禁在光晶格中的超冷原子建立人工的，特别是非阿贝尔的规范势。基于这一事实，我们研究了非阿贝尔U（2）规范势中超冷费米气体的基本性质，该规范势具有\emph{constant}威尔逊圈的特征。在此特定条件下，能谱表现出一个具有大禁带的稳健能带结构，并揭示了一个新的分形图形。横向电导率与拓扑不变量有关，并且当费米能量位于光谱的间隙内时，横向电导率被量子化。我们证明了中性原子的整数量子霍尔效应的类似物在非阿贝尔耦合下仍然存在，并导致了一个引人注目的分形相图。此外，这种耦合诱导了如在石墨烯中观察到的异常霍尔效应。
2008-09-09 cond-mat.mes-hall
Odd-Parity Altermagnetism Originated from Orbital Orders
Sun Yat-sen University（中山大学）；Quantum Science Center of Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））
本文提出通过堆叠非中心对称单层并应用层翻转操作，实现奇自旋分裂的自旋分裂磁性，揭示其源于非相对论轨道序而非自旋轨道耦合，并保护有效时间反演对称性。
2026-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the self-similarity in quantum Hall systems
在强垂直磁场存在下的二维电子系统的霍尔电阻曲线是自相似性的一个例子。它在低温下显示出平台，并具有分形结构。我们表明，这种分形结构自然出现在复合费米子的哈密顿公式。经过一系列的电子模型的转换，我们表明，该模型，它描述了相互作用的复合费米子在一个部分填充的能级，是自相似的。这种数学性质允许构建更高代复合费米子的基础。本文讨论了最近观测到的4/11分数量子霍尔态的集体激发色散。
2004-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Orbital Angular Momentum Hall Current
我们证明了在Rashba-Dresselhaus自旋轨道耦合系统中，自旋霍尔流和轨道角动量霍尔流之间存在着根本的区别。轨道角动量霍尔电流具有纯粹的拓扑贡献，这是由于动量空间中存在磁通量，而自旋霍尔电流不具有这种拓扑性质。此外，我们表明，轨道霍尔电导总是大于自旋霍尔电导在两个耦合的存在下。由于拓扑性质，期望拓扑部分不受无序的影响。因此，在实际实验中，轨道角动量霍尔电流应该是主要的影响。
2005-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Hall effect induced by internal Coulomb interaction and phase relaxation process in a four-terminal system with time-reversal symmetry
数值研究了具有时间反转对称性和反转对称性破缺的四端系统的二阶非线性霍尔输运性质。在非平衡格林函数的形式主义，二阶非线性电导导出，其中响应于外部电压的内部库仑势显式包括，以保证规范不变性。对于具有单镜对称性Mx的系统，非线性霍尔特性仅在y方向上可观察到，并且仅由二阶非线性效应贡献。从对称性的角度来看，所观察到的非线性霍尔输运现象与半经典的Berry曲率偶极子诱导的非线性霍尔效应具有一一对应的关系.除了系统对称性引起的非线性霍尔效应外，还发现内部库仑势具有与四端系统相同的对称性，从而产生额外的非线性霍尔响应。此外，由虚拟探针模拟的相位弛豫机制导致了相位下降引起的非线性霍尔效应。
2022-03-16 cond-mat.mes-hall
Hierarchy of Hofstadter states and replica quantum Hall ferromagnetism in graphene superlattices
自相似性和分形吸引了各个学科的研究人员。在置于氮化硼上并受到磁场作用的石墨烯中，自相似性以原始狄拉克光谱的大量复制品的形式出现，它们的量子化产生了朗道能级的分形图案，被称为霍夫施塔特蝴蝶。在这里，我们采用电容光谱直接探测态密度（DoS）和能隙在这个频谱。如果没有磁场，复制品光谱被视为明显的DoS最小包围的范霍夫奇点。霍夫施塔特蝴蝶在高磁场中表现为重复出现的朗道扇形图。电子-电子相互作用为自相似行为增加了另一个扭曲。我们观察到量子霍尔铁磁性的抑制，在可重复的磁通量和额外的铁磁性内副本光谱的反向斯通纳过渡。分形狄拉克系统中相互作用的强度和多样性为研究多体物理提供了广阔的空间。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Phases in Fractals: Local Spin Chern Marker in the Sierpinski carpet Kane-Mele-Rashba Model
本研究在Sierpinski地毯分形上研究Kane-Mele-Rashba模型，发现局域自旋Chern标记可有效索引分形系统的局域拓扑，并适用于更高分形代数。
2025-06-18 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall-like effect for cold atoms in non-Abelian gauge potentials
研究了在人工阿贝尔和非阿贝尔规范势存在下，囚禁在光晶格中的冷费米子原子的输运。这种外势可以在激光辅助原子隧穿的光晶格中产生，并可以用对易或非对易隧穿算符来描述。我们表明，霍尔这样的系统的横向电导率是量子化的横向电导率的拓扑不变量称为陈数。我们表明，这种量化是强大的非阿贝尔潜力。这种导电性的不同整数值明确计算一个特定的非阿贝尔系统，导致分形相图。
2007-05-23 cond-mat.mes-hall
Dimensional Hierarchy in Quantum Hall Effects on Fuzzy Spheres
我们构造了基于模糊球的高维量子Hall系统。它表明，模糊球实现为在彩色背景球。空间非对易性与高自旋有关，高自旋源于模糊球的内部结构。在$2k$维量子霍尔系统中，类Laughlin波函数支持分数电荷激发$q=m^{-{1/2}k(k+1)}$（m为奇数）.拓扑对象是（$2k-2$）-膜，其统计量由与一般Hopf映射相关的链接数决定。高维量子霍尔系统表现出维度层次，其中低维膜凝聚成高维不可压缩液体。
2004-02-02 cond-mat.mes-hall hep-th
Design and characterization of electronic fractals
电子量子系统的维数决定了它的性质。在1D中，电子形成Luttinger液体，在2D中，它们表现出量子霍尔效应。然而，人们对电子在非整数维（即分数维）中的行为知之甚少。在这里，我们展示了如何通过控制CO分子在Cu（111）表面上的位置来定义人工原子阵列，以及这些位点如何耦合形成电子Sierpinski分形。我们用扫描隧道显微镜和光谱学表征了不同能量下的电子波函数，并表明它们继承了分数维。在谢尔宾斯基结构上离域的波函数在更高的能量下分解成自相似部分，并且这种尺度不变性也可以在倒易空间中恢复。我们的研究结果表明，电子量子分形可以人为的原子操纵在扫描隧道显微镜。同样的方法将允许解决自旋轨道相互作用和磁场对非整数维电子的影响的基本问题。此外，人造原子的合理概念可以很容易地转移到平面半导体电子学中，从而允许在定义良好的分形几何中探索电子，包括相互作用和外部场。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall
Thermally Assisted Spin Hall Effect
系统地分析了自旋极化电荷输运作为一个热驱动的随机过程。该方法是基于Kramers方程描述的半经典运动下包含随机和阻尼力。由于相对论自旋-轨道耦合，阻尼经历相对论校正，导致自旋霍尔电导率内的额外贡献。对电导率的进一步贡献源自平均的下层晶体电势，其平均值显著地取决于电场。我们推导出了电导率的精确表达式。所有的修正估计在最低阶的相对论性的方法和线性响应制度。
2008-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Integer quantum Hall effect and Hofstadter's butterfly spectra in three-dimensional metals in external periodic modulations
我们认为Hofstadter蝴蝶效应伴随着量子霍尔效应，这与Koshino {\it et al.} [Phys. Rev. Lett. {\bf 86}，1062（2001）]可以在完全不同的系统中实现--施加有弱外部周期性调制的3D金属（例如，声波）。也就是说，由于施加的磁场$\Vec{B}$，两个周期性势的影响干扰朗道量子化，通常导致分形能隙作为$\Vec{B}$的倾斜角的函数，计算伴随的量子化霍尔张量。这一现象源于这样一个事实，即虽然本系统与3D紧束缚系统具有不同的蝴蝶物理起源，但数学形式是非常等效的。
2003-12-04 cond-mat.mes-hall
Hofstadter butterfly and integer quantum Hall effect in three dimensions
对于磁场中的三维晶格，我们已经证明，沿第三方向的跳跃，通常倾向于涂抹出朗道量子化间隙，而可以产生类似于霍夫施塔特蝴蝶的分形能量谱时，通过将问题映射到二维找到的标准，由各向异性（准一维）系统满足。在3D中，磁场的角度起到2D中的场强度的作用，使得蝶形可以在小得多的场中发生。映射也使我们能够计算霍尔电导率，在Kohmoto-Halperin-Wu公式中的拓扑不变量，其中每个$σ_{xy}, σ_{zx}$被发现是量子化的。
2000-06-26 cond-mat.mes-hall
Fully spin-polarized quadratic non-Dirac bands realized quantum anomalous Hall effect
量子反常霍尔效应是一种在无磁场存在下表现出手征边缘态的有趣量子态。虽然对量子反常霍尔绝缘体的研究仍处于活跃状态，但研究人员主要研究含有磁性原子的系统。基于第一性原理密度泛函理论，我们在碱土金属BaX（X = Si，Ge，Sn）体系中预测了一类新的具有完全自旋极化的二次px;y非Dirac带的Chern绝缘体.我们发现，BaX单层具有半金属铁磁基态。铁磁性主要来源于Si、Ge和Sn原子的p轨道。二维BaSn单层具有12.20 meV/cell的大磁晶各向异性能量和159.10 meV的非平凡带隙。有趣的是，手性边缘电流的自旋极化和陈数的符号都可以通过掺杂来调节。此外，4%的压缩应变可以驱动结构相变，但非平凡的拓扑性质仍然保留在二维BaX系统。我们的发现不仅拓展了新的概念，而且为在实验上实现量子反常霍尔效应提供了诱人的机会。
2019-11-23 cond-mat.mes-hall
Emergence of massless Dirac fermions in graphene's Hofstadter butterfly at switches of the quantum Hall phase connectivity
由六方晶体衬底上的石墨烯的莫尔超晶格诱导的磁性迷你带（霍夫斯塔德蝴蝶）的分形谱已知表现出带隙的狄拉克锥。我们发现，间隙可以通过稍微错位的基板，产生一个层次的锥形奇点（狄拉克点）的能带结构在合理的值Phi =（p/q）（h/e）的磁通量每个超晶胞。每个狄拉克点都表示量子霍尔相图连通分量中拓扑量子数的转换。模型计算揭示了尺度不变的电导率σ = 2qe^2 / pi h，以及在这些连通性开关处与无质量狄拉克费米子相关的克莱因隧穿。
2014-01-17 cond-mat.mes-hall
Quantum graphs and the integer quantum Hall effect
研究了在磁场作用下无限矩形量子图的谱性质。我们研究了当考虑三维性时，这些性质是如何受到影响的，特别是混沌性质。然后，我们建立了量子化的霍尔横向电导率为这些系统。这种量子化是通过将横向电导率与拓扑不变量相关联来获得的。对于各向异性扩散系统，明确地计算了霍尔电导率的不同整数值，从而得到分形相图。
2007-09-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Non-Wigner-Dyson level statistics and fractal wavefunction of disordered Weyl semimetals
寻找无序外尔半金属的指纹是一个尚未解决的问题。在这里，我们报告这样的发现在水平统计和分形性质的电子波函数周围的Weyl节点的无序WSM。最近邻能级间距遵循一个新的普适分布$P_c(s)=C_1 s^2\exp[-C_2 s^{2-γ_0}]$，该分布最初被提出用于整数量子霍尔系统或正常脏金属（扩散金属）在金属到绝缘体转变时的临界态的能级统计，而不是扩散金属的Wigner-Dyson分布。在数值上，我们找到了$γ_0=0.62\pm0.07$。相对于在大长度尺度上均匀分布在整个（$D=3$）空间的干净WSM的Bloch波函数，在Weyl节点处的无序WSM的波函数占据维数为$D=2.18\pm 0.05$的分形空间。参与比的倒数的有限尺度标度表明，外尔节点处波函数的关联长度（$E=0$）随$ξ\propto |E|^{-ν}$和$ν=0.89\pm0.05$的变化而发散.在遍历极限下，Weyl节点周围的能级数方差$Σ_2$随平均能级数$N$，$Σ_2=χN$线性增加，其中$χ= 0.2\pm0.1$与系统大小和无序强度无关.
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Enhanced spin Hall effect in strong magnetic disorder
我们考虑一个二维的电子气在一个反型非对称层和在空间分布的磁性杂质的存在下。我们研究了波函数的几何性质与系统自旋相关输运性质之间的关系。局域化的转变，当无序增加时，表现出的分形状态的外观与有限的逆参与比。下面的过渡，干扰效应修改载波的扩散，所揭示的依赖性的散射时间的幂律指数表征的波包的扩展。在强无序区，我们发现这些态是自旋极化的，并且局域在杂质周围。一个显着的增强的自旋电流的发展，在这个制度。
2012-07-09 cond-mat.mes-hall
Josephson effect in a fractal geometry
本文研究以谢尔宾斯基地毯为金属中间层的约瑟夫森结，证明分形几何可直接影响超流-磁场关系与衍射图样，并揭示磁长度可探测分形最短尺度，为分形SQUID器件提供理论依据。
2024-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anatomy of electrical signals and dc-voltage lineshape in spin torque ferromagnetic resonance
自旋矩铁磁共振（st-FMR）电探测法是目前测量重金属自旋霍尔角的一种常用方法。然而，在相同或不同的实验装置上对相同材料进行的各种合理分析产生了不同的自旋霍尔角，差异很大，表明我们目前对st-FMR的理解中缺少一些成分。在这里，我们进行了仔细的分析，在HM/铁磁体（HM/FM）双层膜的任意磁各向异性的ST-FMR的电信号。FM磁化由两个射频（rf）力驱动：由施加的rf电流产生的rf奥斯特场和由于自旋霍尔效应而从HM垂直流动到FM的自旋电流产生的所谓的rf自旋轨道扭矩。本文利用磁性材料动态磁化率矩阵的普遍形式，分析了各向异性磁电阻、反常霍尔效应和逆自旋霍尔效应产生的电信号，得到了磁电阻附近的直流电压线型。直流电压的角度依赖性给出了两个设置。提出了一种实验提取HM自旋霍尔角的方法。
2018-11-02 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance generated from charge-spin conversion by anomalous Hall effect in metallic ferromagnetic/nonmagnetic bilayers
提出了金属铁磁/非磁双层膜中由异常霍尔效应引起的电荷-自旋转换产生的磁电阻效应的理论公式。通过求解自旋扩散方程，得到了非磁性和铁磁性的纵向和横向磁率的解析表达式。由铁磁体中的反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换所产生的磁阻与铁磁体中自旋极化的平方成正比，并且具有固定的符号。我们还发现额外的磁阻在非磁性和铁磁性所产生的自旋霍尔和反常霍尔效应的混合。这种混合电阻的符号取决于非磁体中的自旋霍尔角和铁磁体的自旋极化。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Phase Diagram for the Hofstadter butterfly and integer quantum Hall effect in three dimensions
我们给出了一个霍夫施塔特蝴蝶（分形能谱磁场），我们已经证明，特别是在我们以前的工作中出现在三维（3D）系统的角度。(i)我们首先得到了三维各向异性晶体中出现Hofstadter蝶形谱的转移能和磁场参数空间上的“相图”。(ii)我们表明，外部磁场的方向可以是任意的有3D蝴蝶。(iii)我们表明，蝴蝶是超出了半经典的描述。(iv)如果我们对蝴蝶采用更高的朗道能级，则代表性有机金属所需的磁场估计是适度的（$\sim 40$ T）。(v)我们给出了一种更简单的方法来推导表示量子霍尔数的拓扑不变量（即，3D中的两个霍尔电导率，$σ_{xy}, σ_{zx}$，单位为$e^2/h$）。
2001-10-10 cond-mat.mes-hall
Logarithmic temperature dependence of Hall transport in granular metals
在2~300 K温度范围内测量了一系列氧化铟锡薄膜的霍尔系数$R_H$和电导率$σ$。在2~$\sim$ 120 K的相当宽的温度范围内观察到一个稳健的$R_H$\，$\propto$\，ln $T$定律.这种ln $T$依赖性被解释为起源于粒度存在下的电子-电子相互作用效应，如新的理论预测。此外，我们还观察到从3 K到几十K的$σ$\，$\propto$\，ln $T$定律，这也是由非均匀体系中的库仑相互作用引起的.这些结果为具有晶粒间隧穿导电性的颗粒金属中电荷输运的现有理论概念提供了强有力的实验支持$g_T$ $\gg$ 1.
2011-07-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Analogy Between Periodically Driven Josephson ac Effect and Quantum Hall Effect
结合流体动力学的相位滑移几何和半经典的Josephson-RCSJ公式，将周期性驱动的Josephson交流效应与量子霍尔效应进行类比.这两种宏观量子效应都是由一维线性涡旋-电子相对运动引起的。量子化霍尔电阻的IQHE和EQHE的机制是统一的约瑟夫森振荡的锁相动力学下，周期性地驱动的相干霍尔电流的电子波，与时间平均频率比起填充因子倒数的作用。支持这种情况下，以及必要的未来调查的实验证据进行了评论。
1998-01-16 chao-dyn cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
New Galvanomagnetic Effects of Polycrystalline Magnetic Films
在线性响应的多晶磁性薄膜的电流，一般的分析预测三个新的电流磁效应起源于二维性质的薄膜。这些新的电流磁效应，这不同于传统的非常霍尔效应和各向异性磁阻，如下。1)纵向电阻率线性地依赖于垂直于膜的磁化分量。2)平行于磁化的电流可以在膜的垂直方向上产生电场。3)垂直于膜的电流可以产生沿着磁化方向的电场。
2015-10-05 cond-mat.mes-hall
Scattering induced spin orientation and spin currents in gyrotropic structures
结果表明，额外的贡献，电流诱导的自旋取向和自旋霍尔效应出现在量子阱中，由于结构的旋向性。在微观上，它们与陀螺系统的基本性质有关，即电子散射矩阵元中的波矢项和能谱中的线性。计算表明，在高迁移率结构中，这里考虑的自旋霍尔电流的贡献可以超过来自莫特斜散射项。
2006-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence of non-ergodic multifractal quantum states in geometrical fractals
本文提出通过迭代在晶格中引入缺陷、构造分形几何，在无无序条件下实现非遍历多分形态，并以 Sierpiński gasket 验证其涌现及实验意义。
2025-08-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Nonlinear Ferroic Optical Hall Effect
以二阶及高阶非线性光学特性为特征的非线性光学响应在非线性光学器件和新型光电子学中起着至关重要的作用。本文提出了一种多铁性材料中的量子非线性铁磁光学霍尔效应（QNFOHE）--一种由强电磁场引起的二阶电流响应产生的类霍尔直流光电流，其方向可由内部铁磁有序度和外部光的偏振态控制。QNFOHE包括两种类型的非线性光电流响应-位移电流和圆光电流，分别在线性和圆偏振光照射下由拓扑位移矢量和Berry曲率控制。利用群论分析和第一性原理电子结构理论，我们阐明了一类具有代表性的二维多铁性材料中QNFOHE的微观机制。晶体、排列、规范和时间反演对称性的复杂相互作用以及固有的因果关系决定了移位电流和圆形光电流的对称性。QNFOHE与多铁性材料中丰富的铁性自由度相结合，将为实现可调谐和可配置的非线性光电子学等开辟多种新途径。
2018-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Momentum-Space Spin Antivortex and Spin Transport in Monolayer Pb
自旋-轨道耦合可以诱导电子的非平凡动量-空间自旋织构，并支撑各种自旋输运现象，如电流诱导自旋极化和自旋霍尔效应。在这项工作中，我们发现一个非平凡的自旋织构，自旋反涡，可以出现在一定的动量的$Γ-\text K$线在二维单层铅在SiC的顶部。与Rashba模型中由于能带简并而产生的自旋涡旋不同，该自旋反涡旋的存在性由Poincare-Hopf定理保证，因而是拓扑稳定的。伴随着这种自旋反涡旋，在$\text K- \text M$线上的某个动量处发生费米面的Lifshtiz跃迁，这两种现象都源于$j=1/2$和$j=3/2$带的反交叉.当费米能在自旋反涡旋附近调谐时，电流诱导自旋极化和自旋霍尔电导率的响应系数都发生了快速变化。我们的工作表明，单层铅作为一个潜在的有吸引力的平台自旋电子应用。
2022-04-23 cond-mat.mes-hall
Valley-spin polarized Landau levels in a monolayer semiconductor
过渡金属双硫族化合物（TMD）中的电子同时具有谷自由度和自旋自由度。这些内部量子自由度为探索新的物理现象以及电子学和光子学应用提供了理想的实验室。谷和自旋相关的光学和电学性质，起源于Berry曲率效应，最近已被证明。这样的Berry曲率效应，连同强的自旋-轨道相互作用，可以在垂直磁场下进一步产生非常规的朗道能级（LL），其支持量子霍尔机制中的谷和自旋极化手征边缘态。然而，独特的LL结构尚未在TMD中得到证实。在这里，我们报告的观察充分谷和自旋极化的LL在高品质的WSe 2单层实现使用范德华异质结器件平台。手持分辨光学反射光谱已被应用于探测在个别山谷间LL过渡。当地办事处的结构已经建成。还观察到由强库仑相互作用驱动的掺杂诱导的质量重整化。我们的结果为研究非常规LL物理和单层TMD中的量子霍尔效应打开了大门。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Multifield tunable valley splitting and anomalous valley Hall effect in two-dimensional antiferromagnetic MnBr
预测反铁磁单层MnBr具有自发谷极化，其谷劈裂可通过多种场调节，并实现自旋层锁定的反常谷霍尔效应，为低功耗谷电子学器件提供平台。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The "Sign problem" of the 3rd order anomalous Hall effect in topological magnetic materials
本文研究拓扑磁性材料中贝里曲率诱导的三阶反常霍尔效应符号问题，揭示其符号由时间反演对称性破缺、磁序和自旋轨道耦合共同决定，并提出通过旋转磁场方向系统探测符号结构的实验方案。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall Effect and Langlands Program
本文提出朗兰兹纲领可为整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应提供统一解释，将霍尔电导平台、粒子-涡旋对偶及 Hofstadter 蝴蝶分别与几何朗兰兹对应、S 对偶和量子群对偶联系起来。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Universal topological quantum computation from a superconductor/Abelian quantum Hall heterostructure
非阿贝尔任意子有望揭示量子力学的壮观特征，这些特征最终可能为无退相干的量子计算机提供基础。在寻找这些奇异粒子的过程中，一个关键的突破来自于里德和格林的观察，即摩尔-里德量子霍尔态和（相对简单的）二维p+ip超导体都支持所谓的伊辛非阿贝尔任意子。在这里，我们建立了Z_3 Read-Rezayi量子霍尔态和一个新的二维超导体之间的类似对应关系，其中电荷-2e库珀对是由分形准粒子构成的。特别是，这两个阶段都有Fibonacci任意子，与Ising任意子不同，它允许仅通过编织进行通用拓扑量子计算。使用Teo和Kane的弱耦合链的非阿贝尔相位的构造的变体，我们提供了这样的超导体的蓝图，使用阿贝尔量子霍尔态与超导岛阵列交织。斐波那契任意子表现为中性的非精细粒子，导致环面上的双重基态简并。与p+ip超导体相反，涡旋并不产生额外的粒子类型，但依赖于非普适能量学可以作为斐波那契任意子的陷阱。这些结果意味着，在原则上，人们可以结合良好理解和广泛可用的物质相来实现具有普适辫子统计的非阿贝尔任意子。许多未来的方向进行了讨论，包括猜测替代实现较少的实验要求。
2013-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Modular Symmetry and Fractional Charges in N=2 Supersymmetric Yang-Mills and the Quantum Hall Effect
综述了模对称性在${\cal N}=2$超对称Yang-Mills和量子霍尔效应中的平行作用。在超对称的杨-米尔斯理论中，模对称是狄拉克的电磁对偶性的一个版本。它对这些理论的真空结构产生了重大影响，导致了一个具有无限层次的相关阶段的分形真空。在3+1维的${\cal N}=2$超对称Yang-Mills情形下，可以定义标度函数，它是全模群的子群的模形式，并且在真空之间插值。在强耦合下的红色不动点对应于$θ$ -真空，其中$θ$是有理数，在纯SUSY杨-米尔斯的情况下，有奇数分母。对于能够携带部分电荷的带电粒子，存在质量间隙。类似的结构适用于2+1维量子霍尔效应，其中霍尔平台的层次可以根据模群的作用来理解，并且霍尔平台的稳定性是由于奇数分母霍尔电导率是有吸引力的红外固定点的事实。在分数量子霍尔效应的情况下，带电激发存在质量间隙，其携带分数电荷。
2007-01-10 cond-mat.mes-hall hep-th
On the dual topological quantum numbers filling factors
我们考虑最近的实验结果[W. Pan { \it et al}，Phys. Rev. Lett. { \bf 90}，016801（2003）]，用于在我们关于{ \it分数子}的公式的观点下发生分数量子霍尔效应-HHE。这些物体带有自旋的有理或无理值，并满足与{ \it分形冯诺伊曼熵}相关联的{\it分形分布函数}。根据我们的方法，{ PDMATHABMM_H_E}出现在对偶拓扑量子数填充因子对中，这种几何特征来自于{粒子的分形参数或Hausdorff维数$h$与自旋$s$之间的\it联系}.我们建议实验工作者考虑我们的想法，并实际上证实这种分形现象满足我们发现的一个{ \it对称性原理}，即{ \it，即普遍分形子类之间的对偶对称性}。
2003-05-26 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Ergodic Edge Modes in the 4D Quantum Hall Effect
四维（4D）量子霍尔液滴边缘的无隙模式是各向异性的：它们只在一个方向上传播，将3D边界分成独立的1D传导通道。这种叶理对限制势极其敏感，一般产生混沌流。在这里，我们研究的量子关联和纠缠的边缘模式的4D液滴的谐波陷阱，其边界是一个压扁的三球。可公度捕获频率导致电子引导中心的周期性轨迹;相应的边缘模式沿着$S^1$纤维独立地传播，在2D基空间上形成一维共形场论束。相比之下，不可分割的频率产生准周期，遍历的轨迹，其中每一个覆盖其不变的环面密集，相应的关联函数的边缘模式具有分形特征。这种丰富的行为突出了4D霍尔液滴和它们的2D同行之间的巨大差异;它还表现出4D边缘模式对陷阱选择的依赖性，表明由于液滴变形而存在可观察到的分叉。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Spin Transitions in Graphene Butterflies at an Integer Filling Factor
最近关于分形狄拉克系统中电子-电子相互作用作用的实验揭示了许多有趣的效应，特别是石墨烯中蝴蝶间隙的磁场依赖性的独特性质。在整数量子霍尔效应中观察到的新的间隙结构是非常有趣的[Nat. Phys. 10，525（2014）]，其中在一个可磁化通量值处观察到铁磁态的抑制，而在另一个可磁化通量值处观察到重入铁磁态。我们目前的工作，包括电子-电子相互作用和周期性电位之间的相互作用，解释了潜在的物理过程，可以导致这样一个独特的行为的蝴蝶间隙在该系统中的自旋翻转跃迁涉及在基态。
2014-12-08 cond-mat.mes-hall
Multifold Majorana corner modes arising from multiple pairs of helical edge states
本研究针对多对螺旋边缘态的量子自旋霍尔绝缘体能否产生多重马约拉纳角模的问题，发现含两对螺旋边缘态的体系在特定配对作用下可形成受手性对称保护的二重马约拉纳角模，为相关研究提供了新平台。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Anomalous Hall effect in highly c-plane oriented Mn$_{3}$Ge/Si(100) thin films grown by pulsed laser deposition
本文利用脉冲激光沉积在Si(100)上直接生长出c面取向的六方Mn$_{3}$Ge(0001)薄膜，发现其表面Mn原子形成Kagome晶格，并在30 nm薄膜中观测到高达0.41 μΩ·cm的反常霍尔电阻率，为反铁磁自旋电子学应用提供了新途径。
2025-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Beyond symmetry protection: Robust feedback-enforced edge states in non-Hermitian stacked quantum spin Hall systems
National University of Singapore（新加坡国立大学）
该研究展示了在非厄米特叠层量子自旋霍尔系统中，通过反馈机制实现鲁棒的螺旋边态，无需依赖对称保护。
2026-09-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.other math-ph
Type III Valley Polarization and Anomalous Valley Hall Effect in Two-Dimensional Non-Janus and Janus Altermagnet Fe2WS2Se2
研究提出通过交错磁体的镜像对称性破缺实现 III 型自发谷极化，并在非 Janus 与 Janus Fe2WS2Se2 中揭示反常谷霍尔效应及应变、磁场调控机制。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Staggered Pseudo Magnetic Field in Twisted Transition Metal Dichalcogenides: Physical Origin and Experimental Consequences
本研究揭示小扭转角堆叠的WSe₂莫尔双层的低能物理可用强可调交错赝磁场解释，预测了层间电势下霍尔系数反转、边缘自旋流等实验现象，为凝聚态量子效应研究提供新体系。
2021-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
All-electrical switching of a topological non-collinear antiferromagnet at room temperature
非共线反铁磁Weyl半金属由于具有零杂散场、超快自旋动力学、反常霍尔效应和Weyl费米子的手征反常等优点，引起了人们的广泛兴趣。然而，这种系统在室温下的全电控制，走向实际应用的关键一步，还没有报道。在Si/SiO2/Mn 3Sn/AlOx结构中，采用约5*10^{6} A/cm^{2}的小写入电流，实现了非共线反铁磁体Mn 3Sn的全电流感应确定性开关，在室温下具有强读出信号，无需外加磁场和注入自旋电流.我们的模拟结果表明，开关起源于电流诱导的内在非共线自旋轨道力矩Mn 3Sn本身。我们的发现为拓扑反铁磁自旋电子学的发展铺平了道路。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
