Disorder effect on magneto-transport on the surface of a topological insulator
研究了带有铁磁/铁磁结的拓扑绝缘体无序表面的磁输运性质。由于在表面狄拉克哈密顿量中，面外磁化引起质量间隙，而面内磁化具有有效矢量势的作用，因此这两种情况下的磁输运机制是不同的。前者类似于铁磁金属中的常规现象，而后者是由于动量空间中费米圆的移动。我们的数值计算表明，在平面内配置的磁导是强大的反对无序相比，在平面外的配置。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional topological insulators in quantizing magnetic fields
二维拓扑绝缘体具有带隙的体态和无隙的螺旋边缘态，即容纳一对反向传播电子的时间反演对称边缘态。外部磁场打破了时间反演对称性。在这种情况下，边缘状态会发生什么？本文分析了量子化磁场作用下二维拓扑绝缘体的边态谱和纵向电导。我们证明了在这种情况下也存在螺旋边缘态。强磁场修改不再相同的反向传播通道的群速度。具有不同群速度的螺旋边缘态特别容易通过后向散射耦合，这导致纵向边缘磁导的抑制。
2011-11-09 cond-mat.mes-hall
Quantum electrical transport properties of topological insulator Bi2Te3 nanowires
在磁输运研究中，我们研究了拓扑绝缘体Bi 2 Te 3纳米线表面电子的量子输运性质。尽管纳米线是通过使用相对粗糙的电化学沉积方法合成的，但由于高度相干的表面电子通道，观察到0和pi相的清晰Aharonov-Bohm振荡。振荡幅度与温度呈指数关系，表明相位相干长度L_phi与温度成反比，与准弹道系统一样。此外，一个弱的反本地化分析的表面通道，通过使用一维本地化理论，使成功提取的表面贡献的磁导数据，提供了支持的温度依赖性的L_phi。
2015-10-31 cond-mat.mes-hall
Phase-coherent loops in selectively-grown topological insulator nanoribbons
普遍的电导涨落和弱的反定域效应是由电子干涉引起的缺陷结构特异性的磁电导指纹。实验证据表明，在本拓扑绝缘体（Bi $_{0.57}$ Sb $_{0.43}$）$_2$ Te $_3$纳米带的电导波动是由明确的和尖锐的解决相位相干环。从不同磁场倾斜角的测量中，我们推断出这些环优先平行于拓扑绝缘体材料的五重层取向。从普遍电导涨落的理论分析和从低温下测量的弱反定域中提取电子的相位相干长度$l_ϕ$，发现前者较大。讨论了这种偏差的可能原因。
2019-07-23 cond-mat.mes-hall
Reflectionless Transport of Surface Dirac Fermions on Topological Insulators with Induced Ferromagnetic Domain Walls
研究了三维拓扑绝缘体上表面狄拉克费米子的性质。我们提出了一个精确的分析处理的频谱，束缚态和畴壁电阻的扩展通用畴壁与面内和面外磁化。在后一种情况下，我们发现振荡的畴壁电阻作为壁的宽度和一定的宽度的反射的所有传入的动量完全没有的函数。令人惊讶的振荡和无反射电位的发生可能与表面狄拉克哈密顿量的超对称性结合畴壁轮廓。
2012-07-18 cond-mat.mes-hall
Chiral Hall effect in the kink states in topological insulators with magnetic domain walls
在这篇文章中，我们考虑由于拓扑保护扭结态形成的手征霍尔效应在拓扑绝缘体的边界之间的域具有不同的拓扑不变量。这样的系统包括磁性掺杂或接近铁磁体的三维拓扑绝缘体的表面，以及某些二维拓扑绝缘体。我们分析了沿畴壁的平衡电荷电流，表明它等于沿畴外边界反向传播的平衡电流之和。此外，我们还计算了当外加电压垂直于畴壁时沿畴壁的耗散电流。
2020-04-22 cond-mat.mes-hall
Domain Wall in a Quantum Anomalous Hall Insulator as a Magnetoelectric Piston
理论研究了动态磁化织构与拓扑绝缘体界面诱导的量子反常霍尔绝缘体态的磁电耦合。特别是，我们提出的量子反常霍尔绝缘体的磁配置的域壁，当接触的电水库，作为一个磁电活塞。移动的畴壁在闭合电路中的电引线之间泵送电荷电流，而施加电偏压引起畴壁的往复运动。这种类似活塞的作用是通过载流子经由畴壁压印的手性模式的有限反射来实现的。此外，我们发现，当与最近发现的自旋-轨道扭矩诱导的畴壁运动在重金属相比，反射系数起着有效的自旋霍尔角的作用，建议的电控制畴壁的效率。定量地，这个有效的自旋霍尔角被发现接近$2$的普适值，提供了一个有效的方案来重新配置可能的存储器和逻辑应用的畴壁手性互连。
2016-02-02 cond-mat.mes-hall
Configuration-Sensitive Transport on Domain Walls of a Magnetic Topological Insulator
研究了磁性拓扑绝缘体中畴壁的输运性质。磁性拓扑绝缘体的低能行为主要由手征边缘态决定。在这里，我们发现，在DW的CES的频谱和运输是强烈依赖于DW配置。对于布洛赫壁，在DW的两个共同传播的CES是双重简并的，入射电子被全反射。然而，对于Néel壁，两个CES是分裂的，并且透射由CES之间的干涉决定。此外，有效哈密顿量的CES表明，垂直于壁的磁化分量导致不同的输运行为。这些发现为实现低功耗的磁性DW自旋电子学器件奠定了基础。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall
Domain Wall Motion in Thin-Film Magnets/ Topological Insulator Junctions
在沿畴壁方向有磁场和电场的情况下，导出了与拓扑绝缘体表面态耦合的薄膜磁体中畴壁的运动方程。我们展示了电场如何作为手征稳定剂阻止Walker击穿的出现并提高终极速度。我们还提出了一种机制，以扭转畴壁手性在一个可控的方式通过调谐手性电流流过壁。为了打破保护手征真空简并性的反射对称性，需要来自弱垂直磁场的输入。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Topological cutoff frequency in a slab waveguide: Penetration length in topological insulator walls
研究了电磁波在三维拓扑绝缘体（3D TI）平板波导中的传播。结果表明，具有拓扑稳定性的截止频率限制了沿波导传播的频谱，并与实验观察一致。我们的方法也提供了一种方法来测量在3D TI的表面金属状态的渗透长度。
2015-10-23 cond-mat.mes-hall
Domain wall of a ferromagnet on a three-dimensional topological insulator
拓扑绝缘体（TI）具有许多普通绝缘体无法实现的现象和功能。它们大多数来自特殊的表面或边缘态。特别地，在没有外部磁场的情况下，在支持无耗散边缘电流的三维TI上的二维铁磁体中实现了量子化反常霍尔效应（QAHE）。在这里，我们从理论上证明了这种铁磁体的畴壁，它携带的边缘电流，是带电的，可以控制的外部电场。Neel壁和Bloch壁的手征性和相对稳定性取决于费米能的位置以及主体TI的磁矩和轨道之间的耦合形式。这些发现将为TI上的磁体用于自旋电子学应用铺平道路。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall
Topological properties of domain walls in antiferromagnetic topological insulators
本文探索了反铁磁拓扑绝缘体中磁畴壁的拓扑性质，构建了两种紧束缚模型，发现磁畴壁可作为非平庸拓扑的来源，在体态和铁磁表面中生成并操控无能隙态。
2025-09-16 cond-mat.mes-hall
Broadband enhancement of second harmonic generation at the domain walls of magnetic topological insulators
我们发现，在较宽的频率范围内，手征一维电子流的二次谐波产生（SHG）增强。增强的起源是双重的：首先，电流和相关的等离子体激元模式的线性色散以及等离子体激元极化激元的准线性色散导致相位匹配条件的提升。此外，强场局域化导致结构中二次谐波的进一步增加。研究结果表明，位于磁性拓扑绝缘体畴壁的手征电流是产生太赫兹频段二次谐波信号的有效源.
2020-04-16 cond-mat.mes-hall
Electron Transport through Disordered Domain Walls: Coherent and Incoherent Regimes
研究了自旋相关散射下铁磁纳米线中电子输运通过畴壁的性质。一个散射矩阵形式主义的发展，以解决相干和非相干输运性质。相干的情况下对应于静态缺陷，这是在低温下占主导地位的弹性散射，而非相干的情况下提供了一个在室温下的真实物理系统中存在的非弹性散射的唯象描述。研究发现，无序散射增加了透射电子的自旋混合量，降低了绝热性。这导致，在不相干的情况下，通过畴壁的电导减少相比，一个均匀磁化的区域，这是类似的巨磁阻效应。在相干的情况下，减少弱本地化，连同自旋反转散射振幅的抑制，导致电导的增强，由于畴壁在制度的强无序。通过引入畴壁两侧的无序区，研究了畴壁对纳米线电导的总体影响。据发现，在这些区域中的自旋相关的散射增加的磁畴壁的磁导相比，通过只考虑壁内的散射发现的效果。这种增加在窄壁限制中最为显著，但对于宽壁仍然显著。
2006-03-17 cond-mat.mes-hall
Dynamics of domain-wall Dirac fermions on a topological insulator: a chiral fermion beam splitter
放置在拓扑绝缘体表面的两个铁磁畴壁的交叉点为畴壁狄拉克费米子提供了一个单向分束器。基于静态双孤子磁织构的解析表达式，我们对狄拉克波包沿这种交叉点的传播进行了系统的数值研究。数值分析采用单锥交错网格有限差分格式。结果表明，相交角对决定费米子束的分束比起着决定性作用。对于非矩形相交，宽度以及在较小程度上畴壁的类型，例如Bloch或N{é}el，决定了分裂器的性质。随着狄拉克费米子畴壁宽度与横向局域化长度之比的增大，其传播行为从量子力学（类波）向经典弹道（类粒子）转变。一个电动门放置在十字路口附近，提供了一个动态的外部控制旋钮，用于调整分流比。
2013-10-23 cond-mat.mes-hall
Improved Domain Wall Dynamics and Magnonic Torques using Topological Insulators
我们调查的磁化动力学时出现的薄膜铁磁体沉积在拓扑绝缘体（TI），特别是专注于畴壁运动通过电流和自旋波扭矩作用于磁化的可能性。我们分析表明，磁畴壁和TI之间的耦合去除了简并的壁轮廓相对于其手性和拓扑电荷。此外，我们发现，域壁运动的沃克击穿的阈值大大增加，并确定与TI的相互作用，允许更高的可达到的壁速度比在传统的情况下，难轴各向异性确定沃克阈值。最后，我们表明，允许的模式的自旋波激发和随后的磁化动力学在TI耦合的存在下，即使在均匀的磁化纹理上的磁振子扭矩作用。我们的研究结果表明，TI-铁磁体相互作用的磁化动力学具有类似的效果，作为一个内在的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的铁磁体。
2014-08-04 cond-mat.mes-hall
Adjustable quantum interference oscillations in Sb-doped Bi2Se3 topological insulator nanoribbons
拓扑绝缘体（TI）纳米带（NR）为研究结合拓扑表面态的量子干涉振荡提供了一个独特的平台。在轴向磁场作用下，沿TI NR周边形成的一维子带可以被调制，表现出Aharonov-Bohm（AB）和Altshuler-Aronov-Spivak（AAS）的磁导振荡（MC）.使用Sb掺杂的Bi 2Se 3 TI NR，我们发现，两个量子振荡的相对振幅可以通过改变沟道长度来调谐，表现出从准弹道到扩散输运机制的交叉。即使对于70微米长的通道，AB和AAS振荡也是可辨别的，而对于短通道，仅观察到AB振荡。基于MC曲线的整体平均快速傅里叶变换的分析揭示了AB和AAS振荡的指数温度依赖性，由此获得了周向相位相干长度和热长度。我们的观察表明，在TI NR的通道长度可以是一个有用的控制旋钮定制的量子干涉振荡，特别是对于开发拓扑混合量子器件。
2020-08-19 cond-mat.mes-hall
Generation of non-equilibrium spin-motive force at the surface of a topological insulator induced by current-driven domain wall motion in the magnetic substrate
本文将幺正变换方法推广至含自旋-动量耦合的系统，克服其在 Hamiltonian 含自旋相关耦合时的适用限制，并解析计算了拓扑绝缘体表面的自旋动力力。
2025-05-09 cond-mat.mes-hall
Layer Zero-Line Modes in Antiferromagnetic Topological Insulators
最近，在反铁磁拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$中实验观察到了磁畴壁，我们发现沿着畴壁出现了拓扑零线模（ZLM）。在这里，我们从理论上证明，这些ZLM是层依赖于MnBi $_2$ Te $_4$多层膜。对于具有面外铁磁性的畴壁，我们发现ZLM均匀地分布在奇数层中。当畴壁具有面内磁化时，由于面内镜像对称破缺，ZLM也可以存在于偶数层中。此外，随着层厚度的增加，导电通道主要分布在最外层中。我们的研究结果奠定了一个战略，在操纵ZLM，也可以用来区分相应的磁结构。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall
Robust Majorana bound state in pseudo-spin domain wall of 2-D topological insulator
本文研究二维拓扑绝缘体复合畴壁螺旋边缘态中邻近诱导的马约拉纳束缚态，数值证明其因自旋与赝自旋空间双重正交性而对化学势和磁无序具有异常鲁棒性。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Quantized chiral edge conduction on reconfigurable domain walls of a magnetic topological insulator
磁性材料和介电材料中的电子有序形成了具有不同符号的序参量的畴。对畴壁（DW）的结构和运动的控制使其能够对微小的外场做出巨大的非易失性响应，从而形成当代电子学的基础。作为DW函数概念的推广，我们实现了拓扑绝缘体（TI）磁性DW上的一维量子化传导。当每个磁畴处于量子反常霍尔态时，磁性TI的DW将具有无耗散的手征边缘态（CES）。我们利用磁力显微镜的尖端设计并制作了磁性TI薄膜中的磁畴，明确地证明了沿着指定的磁畴存在手征一维边缘导电。基于可重构CES和Landauer-Buttiker形式主义的概念验证设备被举例说明用于具有定义良好的DW通道的多域配置。
2017-07-28 cond-mat.mes-hall
Wallpaper Fermions and the Nonsymmorphic Dirac Insulator
体拓扑结构和表面晶体对称性之间的关系的最新发展，导致发现的材料，其无间隙的表面状态的保护晶体对称性。事实上，只有非常有限的一组可能的表面晶体对称性，由17“墙纸组捕获。“我们表明，考虑墙纸组中允许的能带简并可以用来理解以前的拓扑晶体绝缘体，以及预测新的例子。特别是，两个壁纸组多个滑移线，$pgg$和$p4g$，允许一个新的拓扑绝缘相，其表面光谱只包括一个单一的，四重简并，真正的狄拉克费米子。像传统拓扑绝缘体的表面态一样，这种“非对称狄拉克绝缘体”中的表面狄拉克费米子为费米子加倍定理提供了一个理论上的例外。与传统的拓扑绝缘体的表面状态不同，它可以在保持时间反演对称性的同时被间隙成拓扑上不同的表面区域，从而允许拓扑表面量子自旋霍尔畴壁的网络。我们报告了SG 127中A $_2$ B $_3$族材料中新的拓扑晶相的理论发现，发现Sr $_2$ Pb $_3$承载了这种新的拓扑表面狄拉克费米子。此外，（100）应变Au $_2$ Y $_3$和Hg $_2$ Sr $_3$具有拓扑表面沙漏费米子.我们还报告了存在这种新的拓扑沙漏相在Ba $_5$在$_2$ Sb $_6$在SG 55。对于正交空间群的两个滑翔机，我们目录所有可能的散装拓扑相位考虑允许的非阿贝尔威尔逊圈连接，我们开发这些系统的拓扑不变量。最后，我们展示了如何在一个特定的限制，这些结晶相减少SSH模型的副本。
2018-07-21 cond-mat.mes-hall
Perfect Valley Filter in Topological Domain Wall
我们提出了一种基于量子反常霍尔绝缘体和量子谷霍尔绝缘体之间的手征畴壁通道的完美谷滤波器的实现。独特的是，所有这些通道都位于同一个谷中，并单向传播，$100\%$谷偏振通过载波，而没有反向散射。的谷指数，手性，和通道的数量的拓扑电荷的保护，可控的外部领域，和检测的圆二色性。
2014-12-31 cond-mat.mes-hall
In-plane magnetic field-driven symmetry breaking in topological insulator-based three-terminal junctions
三维拓扑绝缘体纳米带的拓扑表面态及其独特的磁导性质在拓扑电子学和拓扑量子计算中具有重要的应用前景。基于纳米带的电路的关键构建块是三端结。虽然平面边界上的拓扑表面状态的传输不直接受面内磁场的影响，但当表面状态被限制在纳米几何形状的边界时，轨道效应不能被忽略。在这里，我们报告这种三端结的磁输运性质。我们观察到的平面内的磁场的电流的依赖性，与一个不同的转向模式的表面状态电流朝向一个优选的输出端子为不同的磁场方向。我们证明，这种转向效应源于轨道效应，捕获的相位相干表面状态在不同的腿的结的相对两侧的纳米和打破左右对称的传输跨越结。所报道的磁输运性质表明，在平面内的磁场不仅是相关的，但也非常有用的三维拓扑绝缘体nanoribbon为基础的结和电路，作为一个拓扑电流开关的表征和操纵的运输。
2021-12-22 cond-mat.mes-hall
Electric charging of magnetic textures on the surface of a topological insulator
三维拓扑绝缘体表现出二维Dirac方程描述的无隙表面模。我们研究了沉积在三维拓扑绝缘体上的铁磁薄膜中的磁织构，如畴壁和涡旋。结果表明，这些纹理可以带电，归因于邻近效应与狄拉克表面状态。我们导出了电荷和磁荷之间的一般关系。作为一个物理结果，我们讨论了畴壁运动驱动的一个外加电场，这保证磁器件具有高的热效率。
2010-10-15 cond-mat.mes-hall
Magnetic wallpaper Dirac fermions and topological magnetic Dirac insulators
提出由磁性壁纸群保护、具有四重简并表面狄拉克费米子的拓扑磁性狄拉克绝缘体，并给出候选材料与通用搜索方案。
2023-04-26 cond-mat.mes-hall
Quantum corrections to the magnetoconductivity of surface states in three-dimensional topological insulators
本文将量子电导修正理论推广到辛对称类二维电子系统，并通过双栅控拓扑绝缘体实验发现二阶干涉和电子-电子相互作用可显著增强磁电导，揭示了拓扑表面态中的屏蔽、退相干及粒子-空穴不对称等复杂电子过程。
2022-11-24 cond-mat.mes-hall
Observation of a Mott quantum spin Hall insulator in twisted WSe2
The Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
在2.29度扭曲WSe2器件的第二莫尔带半填充处，观测到磁场稳定的Mott绝缘态中的量子自旋霍尔边缘输运，其电阻平台与第一莫尔价带满填充的单粒子量子自旋霍尔态相同，表明强关联体系中存在鲁棒的螺旋边缘输运。
2026-06-09 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
Topological surfaces of domain wall-decorated antiferromagnetic topological insulator MnBi$_{2n}$Te$_{3n+1}$
反铁磁拓扑绝缘体具有受反幺正$S$对称性保护的拓扑间隙表面态，该对称性被不可避免的畴壁破坏。具有畴壁的反铁磁拓扑绝缘体在其拓扑表面上是否是无隙的和金属的仍有待阐明。我们发现，一个单一的非统计指标表征的磁有序畴壁装饰的反铁磁拓扑绝缘体，称为伊辛矩，确定拓扑表面间隙，它可以是零，即使当$S$对称性明显被打破。在热力学极限下，当磁涨落有界时，拓扑表面态趋于无隙。在这种情况下，表面转移矩阵的李雅普诺夫指数揭示了由于从正交对称类到手征正交对称类的交叉而导致的在零能量附近的表面离域转变。对表面态的光谱和输运测量将揭示过渡的临界行为，这反过来又与反铁磁畴壁的性质有关。
2022-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Controllable Majorana fermions on domain walls of a magnetic topological insulator
我们提出在磁性拓扑绝缘体与常规$s$波超导体耦合的磁畴壁条纹上实现一维手征拓扑超导态。局域化的马约拉纳零模可以通过磁力显微术的磁畴写入以可重构的方式构造。该方案可进一步推广到超导自旋螺旋Dirac表面态畴壁处的Majorana零模，并可应用于FeTe $_{0.5}$ Se $_{0.5}$表面上的二维时反不变拓扑超导体.
2018-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetically Defined Qubits on 3D Topological Insulators
我们探讨了打破时间反演对称性的潜力，以限制到量子线和量子点的三维拓扑绝缘体的表面状态。铁磁体绝缘体盖层上的磁畴壁提供了预测显示量子反常霍尔效应（QAHE）的界面态。在这里，我们表明，限制也可以发生在磁畴异质结构，与扩展的状态在内部域，以及在周围的域壁的界面QAHE状态。建议的几何形状允许隔离的线和点从虚假规避表面状态。对于量子点，我们发现量子点边缘的高自旋极化量子化QAHE态构成了量子计算量子比特的一个有希望的候选者。
2013-09-05 cond-mat.mes-hall
Hard wall edge confinement in 2D topological insulators and the energy of the Dirac Point
在二维拓扑绝缘体（TI）中，如HgTe/CdTe或InAs/GaSb/AlSb量子阱，自旋极化边缘态具有无质量的类狄拉克色散.在基于4 × 4 BHZ哈密顿量和开边界条件（OBC）的硬壁处理中，波函数被弱限制在边缘附近，与边缘不接触。相比之下，标准的边界条件的波函数和其衍生物（SBC）导致强限制与峰值振幅的边缘。不幸的是，弱约束表现出与OBC波函数中包含的假间隙解相关的非物理行为。这是证实了由父多带哈密顿量的间隙解决方案，从其中较小的哈密顿量是派生出来的，表现出物理行为，不满足OBCs。与OBCs或其他基于唯象边界条件的方法不同，SBCs明确地处理壁。使用空晶体自由电子状态的真空具有相同的对称性作为TI状态的基础上，它表明，一个大的壁带隙重叠的TI只能通过包括一个薄的钝化层来实现。对于诸如二氧化硅的钝化材料，其中中间带隙能量几乎与TI的能量简并，狄拉克点非常接近中间带隙，并且实际上与TI带不对称性无关。处理还表明，一个显着的位移的分散可能会引入界面带混合。位移在狄拉克点处最大，并随边缘态波矢单调减小，当边缘态与体带边缘合并时消失。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall
Thermally induced spin torque and domain wall motion in superconductor/antiferromagnetic insulator bilayers
我们从理论上研究了由相邻自旋分裂超导层中热产生的自旋电流引起的反铁磁绝缘层中的畴壁运动。一个未补偿的反铁磁界面使两个关键因素的机制-自旋分裂的超导体和吸收的自旋电流的反铁磁。用准经典理论和反铁磁体的Landau-Lifshitz-Gilbert描述处理超导体，我们发现畴壁沿热梯度以相对较大的速度$\sim 100$ m/s传播。我们的建议利用自旋分裂超导体的巨大的热响应，在实现大的自旋扭矩驱动畴壁和反铁磁体的其他自旋纹理。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Fractional Charge and Spin States in Topological Insulator Constrictions
本文从理论上研究了二维拓扑绝缘体在整数和分数两种情况下的压缩特性。在永久磁场的存在下，收缩的功能作为一个自旋过滤器与接近完美的效率，可以切换由电场只有。不同拓扑相之间的畴壁可以在收缩中产生，作为隧穿、磁场、电荷密度波或电子-电子相互作用主导区域之间的界面。这些畴壁具有分数电荷和自旋的非阿贝尔束缚态，并导致具有parafermion的简并基态。如果引入邻近能隙，束缚态将产生具有8 $π$周期性的奇异约瑟夫森电流.
2015-05-12 cond-mat.mes-hall
Coherent Oscillations and Giant Edge Magnetoresistance in Singly Connected Topological Insulators
拓扑绝缘体在本体中具有间隙，但在边缘处具有可以承载电流的扩展状态。我们研究的几何形状，在这种边缘状态将体现自己通过周期性振荡的单连接的样品耦合到导致通过窄点接触的磁导。振荡由于沿着样品的圆周行进的电子的螺旋边缘状态的量子干涉而发生，并且具有周期B_0=h/ eA_{eff}，其中A_{eff}是由样品的边缘状态包围的有效面积。我们的计算表明，在小的B，被称为巨边磁阻，这可能具有应用潜力的磁阻的大的变化的可能性。由于边缘态之间的干涉，零场电导也表现出作为费米能量的函数的振荡。振荡的幅度由边缘通道的横向宽度决定，因此可用于研究边缘通道的横向宽度。
2009-04-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin pumping by a moving domain wall at the interface of an antiferromagnetic insulator and a two-dimensional metal
本文用 Keldysh Green 函数研究 AFMI/二维金属界面运动畴壁的二阶自旋泵浦，揭示其受自旋弛豫、Fermi 面嵌套及扩散分布影响。
2024-01-28 cond-mat.mes-hall
Generic suppression of conductance quantization of interacting electrons in graphene nanoribbons in a perpendicular magnetic field
在Hartree近似下研究了电子相互作用对石墨烯纳米带（GNRs）磁导的影响。我们发现，一个垂直的磁场导致的抑制，而不是预期的改善的量化。这种抑制可以追溯到相互作用引起的能带结构的修改，导致在GNRs中间形成可压缩的条带。它还表明，硬壁限制与电子相互作用相结合，产生前向和后向传播状态之间的重叠，这可能会显着增强现实GNRs的背散射。与现有的实验进行了讨论。
2010-07-23 cond-mat.mes-hall
Non-local magnon transport in a magnetic domain wall wave guide
磁畴壁用作低能量磁振子的波导。在本文中，我们开发的非局域传输的理论，这些束缚磁振子通过铁磁绝缘体注入和检测电相邻的正常金属引线的自旋翻转散射过程和（逆）自旋霍尔效应。我们的设置需要一个双重简并的磁基态，我们实现了易轴和难轴各向异性，在铁磁绝缘体。这很容易通过广泛的材料提供。畴壁是系统的一个拓扑保护特征，通过它我们得到了非局域自旋输运，从而为可重构磁振子器件提供了一个框架。
2021-05-04 cond-mat.mes-hall
Effects of domain walls in bilayer graphene in an external magnetic field
我们研究了双层石墨烯系统的层切换畴壁分离的两个能量等效的Bernal堆叠在外部磁场的存在下。为此，我们计算量子运输和局部密度的三个微观模型为一个单一的域壁：一个硬壁，由于剪切缺陷，和由于张力的缺陷。量子输运计算采用递归格林函数方法。从技术上讲，我们讨论了一个明确的算法分离成子系统的递归，我们提出了一个众所周知的迭代方案的优化，导致自能稀疏链耦合。我们发现强烈的物理差异的三种不同类型的畴壁在整数量子霍尔制度。对于域壁由于剪切的上部石墨烯层有一个平台的形成足够宽的缺陷区域的磁导。对于宽域壁，由于在上层石墨烯层中的张力，只有一个近似的平台的形成与基本电导量子$σ_0$的顺序的波动。像硬壁畴壁那样的堆叠区域之间的直接过渡显示没有平台形成，因此对于前述延伸畴壁中的任一个都不是良好的模型。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spectral features of magnetic domain walls on surface of 3D topological insulators
本文对三维拓扑绝缘体表面上的磁畴壁所承载的电子态进行了理论研究。考虑的因素包括具有不同矢量和空间纹理的畴壁。本文在准相对论费米子哈密顿量的基础上，采用连续化方法和紧束缚计算方法进行了研究。我们导出了出现在畴壁的一维低能态的光谱特性和空间局域化。反相畴壁产生的拓扑保护的手征态的线性色散，群速度和自旋极化方向依赖于一个易轴取向。在一个容易的平面各向异性的情况下，我们预测实现的色散状态，平带的能谱，即沿表面法线自旋极化。在多域的情况下，这是近似由一组周期性的域壁的表面状态的修改，以及描述。我们发现具有复杂内部结构的磁畴壁，如Néel型或Bloch型磁畴壁，也具有拓扑态，尽管它们的光谱和自旋结构与尖壁的情况相比可能会发生变化.
2021-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Four-band insulator on a $\mathbb{Z}_2$ domain wall: an analytically solvable model for the interface between trivial and topological 2D insulators
提出了具有相同带隙的二维平凡绝缘体与拓扑绝缘体之间界面的唯象模型。该模型依赖于三个可测量的参数，能隙$E_g$，金属边缘态$v_F$的费米速度和带隙反转发生的界面$Δ$的厚度，并可以减少到薛定谔方程的修改Pöschl-Teller势，它承认一个解析解。它表明，基本的物理是由一维参数$α=E_gΔ/2\hbar v_F$，其积分部分决定的大量的束缚态在界面上的数量。此外，当$α$正好是整数时，入射到界面上的波永远不会被反射。在典型的凝聚态系统的尺度参数选择的结果进行了简要的讨论。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Domain-wall, overlap, and topological insulators
拓扑绝缘体是一类新的材料，它在本体中具有带隙光谱，但在系统的表面（边缘）处伴随有拓扑保护的无带隙激发。这些现象通过量子反常与系统的对称性和维数有着密切的关系。我们指出，这样的表面状态是畴壁/重叠费米子的物理实现。从这个角度出发，我们讨论了它的含义拓扑绝缘体的实验。我们还讨论了一个非常规的重叠费米子，这是建议的“周期表”的拓扑绝缘体和超导体。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-lat
Gate-Modulated Quantum Interference Oscillations in Sb-Doped Bi2Se3 Topological Insulator Nanoribbon
拓扑绝缘体纳米带（TI NRs）为研究拓扑表面态的相位相干量子电子输运提供了一个有用的平台，这对拓扑量子器件的发展至关重要。当施加轴向磁场时，TI NR表现出磁通周期为h/e的磁导（MC）振荡，即，Aharonov-Bohm（AB）振荡，以及h/2 e，即，Altshuler-Aronov-Spivak（AAS）振荡。在这里，我们提出了一个广泛的研究AB和AAS振荡在Sb掺杂的Bi $_2$ Se $_3$ TI NR作为栅极电压的函数，揭示相位交替拓扑AB振荡。此外，整体平均的快速傅里叶变换分析的Vg依赖MC曲线表明，在狄拉克点附近的量子干涉振荡幅度的抑制，这归因于在低载流子密度区域内的相位相干长度的抑制。对垂直MC曲线的弱反定域化分析证实了TINR中Dirac点附近相干长度被抑制的观点。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tutorial: Dirac Equation Perspective on Higher-Order Topological Insulators
在本教程中，我们教学审查在非相互作用的费米子相的物质领域的最新发展，集中在低能量描述高阶拓扑绝缘体的狄拉克方程。我们的目标是提供一个基本上自给自足的治疗。在介绍拓扑晶体能带结构的狄拉克近似之后，我们用它来推导一阶和高阶拓扑绝缘体在一维和二维空间中的反常端态和角态。特别是，我们重铸的经典推导畴壁束缚态的苏-施里弗-海格尔（SSH）链的结晶对称性。二维高阶拓扑绝缘体的边缘可以被看作是一个单晶的受保护的SSH链，其畴壁束缚态成为角态。我们从来没有明确地解决二维系统的完全对称边界，而是通过绝热连续性来论证。我们的方法捕获高阶拓扑结构的所有显着特征，同时保持易于分析。
2021-06-10 cond-mat.mes-hall
Domain wall induced spin-polarized flat bands in antiferromagnetic topological insulators
费米子系统中的平带是一种有效质量发散、群速度接近于零的无色散单粒子态。这些平坦的能带有望支持基态的奇异性质，这可能对广泛的有希望的物理现象很重要。对于许多应用来说，在狄拉克材料中具有这样的态是非常理想的，但到目前为止，它们只在非磁性狄拉克系统中被报道。在这项工作中，我们提出了一个实现的拓扑保护的自旋极化平面带的磁畴壁产生的平面磁性拓扑绝缘体。利用第一性原理材料设计，我们提出了一个家庭的本征反铁磁拓扑绝缘体具有面内亚晶格磁化和高Néel温度。这样的系统可以以自然的方式容纳畴壁。对于这些材料，我们证明了在费米能级附近的自旋极化平坦带的存在，并讨论了它们的性质和潜在的应用。
2020-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal magnetoresistance from magnon scattering from a domain wall in an antiferromagnetic insulator
本文理论研究了反铁磁绝缘体中畴壁在磁场作用下对磁振子热输运的调控，发现磁场解除磁振子模式简并并与畴壁反射共同导致热磁阻，提出畴壁可作为磁振子热流的可控元件。
2024-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dirac electrons and domain walls: a realization in junctions of ferromagnets and topological insulators
研究了二维空间中有限密度载流子与电磁场耦合的狄拉克电子系统，其中包含畴壁质量项。薄膜铁磁体和三维拓扑绝缘体之间的接口提供了一个凝聚态实现这个模型，当一个平面外的畴壁磁化耦合到TI表面状态。我们展示了如何，对于具有非常弱的内在面内各向异性的膜，由沿DW流动的边缘电子电流产生的扭矩与有效的面内各向异性能量竞争，由束缚在壁上的手性电子的量子波动引起，在一个任务中驱动DW的内角从Bloch配置朝向Néel配置。边缘电流和诱导的各向异性都有助于稳定内角，因此对于弱的本征面内各向异性，DW运动仍然是可能的，而不会遭受极早的Walker击穿。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall hep-th
Spin-accumulation induced magnetic texture in a metal-insulator bilayer
我们考虑了正常金属中的自旋积累对相邻磁绝缘体中的磁静力学和磁动力学的影响。特别是，我们专注于自旋积累和磁绝缘体的易磁化轴之间的任意角度。基于Landau-Lifshitz-Gilbert现象学和磁电子电路理论，我们发现磁织构扭曲成一种稳定的结构，这种结构被证明是由虚的或图像的畴壁结构描述的，即，铁磁体外的畴壁。我们表明，即使当自旋积累是垂直于各向异性轴，磁织构发展的一个组件平行于足够大的自旋偏置的自旋积累。这种平行分量的出现引起自旋霍尔磁电阻和非局域磁振子输运的阈值行为。该阈值可用于设计可在没有外部磁场的情况下操作的新型自旋电子器件和磁振子器件。
2020-03-06 cond-mat.mes-hall
Chiral edge transport along domain walls in magnetic topological insulator nanoribbons
本文利用紧束缚模型和非平衡格林函数研究磁化 Bi2Se3 纳米带中不同取向畴壁下的量子输运，发现水平畴壁可实现量子化且自旋极化的电导，表明该系统可作为三维自旋滤波器。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Half quantum spin Hall effect on the surface of weak topological insulators
研究了表面具有偶数个Dirac锥的三维弱拓扑绝缘体中的相互作用效应。我们发现，表面态可以通过表面电荷密度波（CDW）顺序而不破坏时间反演对称性。从这个意义上说，时间反演对称性本身不能鲁棒地保护弱TI状态的存在相互作用。如果在体中附加平移对称性，则在CDW畴壁上可以获得具有螺旋边缘态的拓扑非平凡弱TI态。换句话说，表面上的CDW畴壁在拓扑上等价于二维量子自旋霍尔绝缘体的边缘。因此，表面具有平移对称性破缺的弱拓扑绝缘体的表面态具有“半量子自旋霍尔效应“，与表面具有时间反演对称性破缺的强拓扑绝缘体的表面态具有“半量子霍尔效应“相同。在平均场水平下研究了在位相互作用和最近邻相互作用，得到了弱拓扑绝缘体表面态的相图。
2011-10-15 cond-mat.mes-hall
Effects of Domain Walls in Quantum Anomalous Hall Insulator/Superconductor Heterostructures
在最近的实验中，在量子反常霍尔（QAH）绝缘体/超导体异质结构输运测量中观察到高度为$\frac{e^2}{2h}$的半量子化纵向电导平台（HQCP）。据预测，这些HQCP是手征马约拉纳边缘态的签名。HQCP应该出现在霍尔电导$σ_{xy}$被量化的区域。然而，实验上，当霍尔电导$σ_{xy}$仅为体中出现耗散通道时量子化值的80%时，出现一对HQCP。体中的耗散通道预计会引起Andreev反射并破坏HQCP。在这项工作中，我们解释了如何域墙可以导致$σ_{xy}$偏离其量化值，并在同一时间保持量化的HQCP。我们的工作支持这样的说法，即实验观察到的HQCP确实是由QAH绝缘体/超导体异质结构中的手性Majorana模式引起的。
2016-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic-flux tunable electronic transport through domain walls in a three-dimensional second-order topological insulator
School of Physics and Technology, Nanjing Normal University（南京师范大学物理科学与技术学院）；School of Physics, Central South University（中南大学物理学院）
研究通过域墙调节二阶拓扑绝缘体中的拓扑边缘态输运，发现磁通量诱导的Aharonov-Bohm振荡及Fabry-Pérot振荡，揭示磁通调控拓扑态输运的新方法。
2026-04-23 cond-mat.mes-hall
Topological classification of the single-wall carbon nanotube
单壁碳纳米管（SWNT）可以是一维拓扑绝缘体，其特征在于$\mathbb{Z}$ -拓扑不变量，缠绕数。使用的解析表达式的绕组数，我们分类的拓扑结构的所有可能的手性的单壁碳纳米管在磁场的存在和不存在的情况下，属于BDI和AIII的拓扑类别，分别。我们发现，大多数单壁碳纳米管是非平凡的拓扑绝缘体在没有磁场。此外，拓扑相变发生时，通过施加沿管轴的磁场，在所有的单壁纳米管的带隙关闭，除了扶手椅型纳米管。缠绕数决定了由体积-边缘对应定位在管端的边缘状态的数量，其证明一般针对单壁碳纳米管给出。这使得在实验中的拓扑结构的识别。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
