In the framework of the Dirac-Bogoliubov-de Gennes formalism, we investigate the transport properties in the surface of a 3-dimensional topological insulator-based hybrid structure, where the ferromagnetic and superconducting orders are simultaneously induced to the surface states via the proximity effect. The superconductor gap is taken to be spin-singlet $d$-wave symmetry. The asymmetric role of this gap respect to the electron-hole exchange, in one hand, affects the topological insulator superconducting binding excitations and, on the other hand, gives rise to forming distinct Majorana bound states at the ferromagnet/superconductor interface. We propose a topological insulator N/F/FS junction and proceed to clarify the role of $d$-wave asymmetry pairing in the resulting subgap and overgap tunneling conductance. The perpendicular component of magnetizations in F and FS regions can be at the parallel and antiparallel configurations leading to capture the experimentally important magnetoresistance (MR) of junction. It is found that the zero-bias conductance is strongly sensitive to the magnitude of magnetization in FS region $m_{zfs}$ and orbital rotated angle $α$ of superconductor gap. The negative MR only occurs in zero orbital rotated angle. This result can pave the way to distinguish the unconventional superconducting state in the relating topological insulator hybrid structures.
Proximity Driven Enhanced Magnetic Order at Ferromagnetic Insulator / Magnetic Topological Insulator Interface
磁绝缘体/拓扑绝缘体（MI/TI）界面的磁交换驱动邻近效应为新现象提供了一个丰富的舞台，同时也为实现低能量耗散量子器件提供了一种途径。在这里，我们报告了一个戏剧性的增强邻近交换耦合的MI /磁TI EuS / Sb $_{2-x}$ V $_x$ Te $_3$混合异质结构，其中V掺杂是用来驱动TI（Sb $_{2}$ Te $_3$）磁性。我们观察到一个人工的反铁磁结构附近的MI/TI接口，这可能是增强的邻近耦合。邻近效应和掺杂之间的相互作用提供了深入了解可控工程的磁秩序使用混合异质结构。
Evidence of topological gap opening in the surface state of Bi$_2$Se$_3$ by proximity to a magnetic insulator
拓扑绝缘体是具有奇异表面态的大块绝缘体，在时间反演对称性的保护下，有望观察到许多令人兴奋的凝聚态现象。在这份报告中，我们表明，通过有一个拓扑绝缘体（Bi $_2$ Se $_3$）在接近的磁性绝缘体（EuS），金属到绝缘体的过渡，在表面状态，由于开放的交换间隙，可以观察到其属性是可调的使用底栅电压和外部磁场。我们的研究提供了当费米能级被调谐到交换能隙中时，具有半整数量子霍尔效应特征的栅控增强界面磁性的证据。这些结果为利用磁邻近效应研制拓扑电子器件奠定了基础。
Observation of the superconducting proximity effect and possible evidence for Pearl vortices in a candidate topological insulator
我们报道了超导邻近效应的观察在纳米带的候选拓扑绝缘体（Bi 2 Se 3），这是与超导（钨）接触接口。我们观察到一个超导和多个Andreev反射的通道长度比推导出正常状态运输的非弹性和扩散的热长度长得多。这表明邻近效应优先耦合到弹道表面传输通道，即使在共存的扩散体通道的存在下。当一个磁场垂直于纳米晶的平面施加时，我们观察到在磁场中周期性的磁阻振荡。定量比较与模型的涡旋封锁有关的珍珠涡的形成在该地区的邻近诱导超导性的发生这些振荡。
Signatures of Topological Superconductivity in Bulk Insulating Topological Insulator BiSbTe$_{1.25}$Se$_{1.75}$ in Proximity with Superconducting NbSe$_2$
Spin Proximity Effects in Graphene/Topological Insulator Heterostructures
通过拓扑绝缘体的邻近效应增强石墨烯中的自旋轨道相互作用，可以创建一种新颖的2D系统，该系统将非平凡的自旋纹理与高电子迁移率相结合。为了设计具有这种石墨烯/拓扑绝缘体（Gr/TI）异质结构的实际自旋电子学应用，对混合自旋相关性质的理解是必不可少的。{然而，迄今为止，尽管大量的实验研究Gr/TI异质结报告了各种各样的显着的（自旋）输运现象，很少有人知道的真实性质的自旋纹理的界面状态，以及它们的作用上的测量性能。在这里，我们使用{ \it从头计算}模拟和紧束缚模型来确定与Bi $_2$ Se $_3$拓扑绝缘体连接的石墨烯中电子态的精确自旋纹理。我们的计算预测了石墨烯层中巨大的自旋寿命各向异性的出现，这应该是Gr/TI异质结构中自旋输运的可测量标志，并提出了新型自旋器件
Proximity effect between a topological insulator and a magnetic insulator with large perpendicular anisotropy
我们报道了一种原型拓扑绝缘体Bi $_{2}$ Se $_{3}$的薄膜可以外延生长到BaFe $_{12}$ O $_{19}$（BaM）的（0001）表面上，BaFe $_{12}$ O $_{19}$（BaM）是一种具有高居里温度和大的垂直各向异性的磁性绝缘体。在非磁性衬底上生长的Bi $_2$ Se $_3$薄膜中，经典的弱反局域化（WAL）在垂直磁场下表现为尖形正磁阻（MR），在平行磁场下表现为抛物线形正磁阻;而在Bi $_{2}$ Se $_{3}$ /BaM异质结构中，低场MR表现为抛物线形，在垂直磁场下为正磁阻，在平行磁场下为负磁阻。的磁场和温度依赖性的MR被解释为由于在Bi $_{2}$ Se $_{3}$ /BaM界面的强磁相互作用的抑制WAL的结果。
Magnetic Proximity Effect in an Antiferromagnetic Insulator/Topological Insulator Heterostructure with Sharp Interface
本文报道了MnSe/（Bi，Sb）2 Te 3异质结构的电子输运性质的实验研究，其中MnSe是一种反铁磁绝缘体，（Bi，Sb）2 Te 3是一种三维拓扑绝缘体（TI）.在霍尔效应和纵向电阻的测量中表现出很强的磁邻近效应。我们的分析表明，栅极电压可以大大修改的异常霍尔电导，超过0.1 e2/h的温度为1.6 K和磁场的5 T，即使只有顶部TI表面是在接近MnSe。这项工作表明，基于反铁磁绝缘体的异质结构提供了一个很有前途的平台，研究范围广泛的拓扑自旋电子现象。
Direct measurement of proximity-induced magnetism at the interface between a topological insulator and a ferromagnet
当拓扑绝缘体（TI）与铁磁体接触时，时间反转和反转对称性在界面处都被破坏。在TI表面形成能隙，其电子通过短程交换相互作用获得净磁矩。磁TI可以承载各种奇异的量子现象，如大质量狄拉克费米子，马约拉纳费米子，量子反常霍尔效应和沿畴界的手征边缘电流。然而，在掩埋界面处的感生磁性的选择性测量仍然是一个挑战。使用磁二次谐波产生，我们直接探测在铁磁绝缘体（FMI）EuS和三维TI Bi 2Se 3之间的界面处诱导的面内和面外磁化。我们的研究结果不仅可以表征在TI-FMI接口的磁性，但也奠定了基础，成像磁畴和域边界的磁性TI表面。
Record-High Proximity-Induced Anomalous Hall Effect in (Bi$_x$Sb$_{1-x}$)2Te$_3$ Thin Film Grown on CrGeTe$_3$ Substrate
磁掺杂拓扑绝缘体由于掺杂工艺的限制，只能在极低的温度下实现量子反常霍尔效应（QAHE）。为了提高QAHE的量子化温度，人们对磁性绝缘体/TI异质结构中的磁邻近效应进行了广泛的研究。然而，观察到的异常霍尔电阻从来没有超过几欧姆，可能是由于结构和化学失配引起的界面紊乱。在这里，我们表明，通过生长（BixSb 1-x）2 Te 3（BST）薄膜上的结构和化学匹配良好，铁磁绝缘CeGeTe 3（CGT）衬底，邻近诱导的异常霍尔电阻可以提高超过一个数量级。这揭示了磁绝缘体/TI接近系统的结构和化学匹配的重要性。
Gate-tunable anomalous Hall effect in stacked van der Waals ferromagnetic insulator - topological insulator heterostructures
新的拓扑相，如量子反常霍尔绝缘体（QAHI）或轴子绝缘体的搜索，激发了不同的方案，将磁性引入拓扑绝缘体。一种方案是在拓扑绝缘体中引入铁磁掺杂剂。然而，这通常是具有挑战性的，并且需要仔细设计的生长/异质结构或相对较低的温度来观察QAHI，这是由于诸如铁磁掺杂剂增加的无序等问题。另一个有前途的方案是利用磁性绝缘体的磁邻近效应来磁化拓扑绝缘体。迄今为止，这些异质结构中的大多数是通过诸如分子束外延和金属有机化学气相沉积的生长技术合成的。由于生长条件和晶格失配的差异，这些不容易适用于允许混合和匹配许多可用的铁磁和拓扑绝缘体。在这里，我们证明了磁性邻近效应仍然可以通过干燥转移的剥离微米大小的薄片的范德华拓扑绝缘体和磁性绝缘体材料（BiSbTeSe 2/Cr2 Ge 2 Te 6）组装在堆叠的异质结构中获得，证明了在一个异常的霍尔效应（AHE）的观察。此外，当通过静电门控控制载流子密度时，由这些异质结构制成的器件可以允许AHE的调制。这些结果表明，磁性范德华材料的简单机械转移提供了另一种可能的途径，磁化拓扑绝缘体的磁邻近效应，一个关键的一步，进一步实现新的拓扑相，如QAHI和轴子绝缘体。
Heterostructures of graphene and topological insulators Bi$_2$Se$_3$, Bi$_2$Te$_3$, and Sb$_2$Te$_3$
Bi $_2$ Se $_3$系列的原型三维拓扑绝缘体提供了一个漂亮的例子，说明了由自旋轨道耦合引起的拓扑结构在体带隙内出现表面态。表面态通过时间反演对称性被保护免受反向散射，并且表现出自旋-动量锁定，由此电子自旋垂直于动量被极化，通常在表面的平面中。另一方面，石墨烯是一种典型的二维材料，具有可忽略的自旋轨道耦合。当石墨烯被放置在拓扑绝缘体表面时，邻近效应会引起巨大的自旋轨道耦合，从而使其Dirac电子具有有趣的新电子特性。我们提出了一个详细的理论研究单层石墨烯和拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$，Bi $_2$ Te $_3$，和Sb $_2$ Te $_3$的邻近效应，并阐明了定性的新的自旋轨道分裂的外观以及描述的唯象哈密顿量，通过分析所涉及的能带结构的轨道分解。这对于建立拓扑绝缘体和石墨烯表面之间邻近效应的微观模型应该是有用的。
Conductance spectroscopy of a proximity induced superconducting topological insulator
研究了Au/Bi $_{1.5}$ Sb $_{0.5}$ Te $_{1.7}$ Se $_{1.3}$ /Nb器件中与s波超导电极（STI）直接接触的拓扑绝缘体的全带隙区域与周围拓扑绝缘体薄片（TI）之间的邻近效应。的设备的电导谱示出了一个大的感应间隙中的STI的存在，以及在正常的部分的TI的超导相关的感应上的无功能量的顺序。零能量附近的电导调制的形状在器件之间变化，并且可以通过SNN'（S是超导体，N是超导近似材料，N'是正常金属）器件中的s波诱导的超导性的现有理论来解释。所有的电导谱显示在STI的诱导间隙处的电导下降。
Proximity induced ferromagnetism, superconductivity, and finite-size effects on the surface and edge states of topological insulator nanostructures
Bi $_{2}$ Te $_{3}$和Bi $_{2}$ Se $_{3}$是公知的3D-拓扑绝缘体。由这些材料制成的膜表现出具有狄拉克色散的类金属表面态，并具有高迁移率。高迁移率类金属表面态可以用作基于TI的场效应晶体管的沟道材料。虽然这种晶体管提供了优越的终端特性，但它们存在固有的零带隙问题。表面态的带隙的缺乏阻止了容易的关断机制。在这项工作中，可以采用的技术，很容易打开的TI表面状态的带隙。描述了两种方法：1）用磁化轴可控的铁磁体覆盖表面态。铁磁体的磁化强度作为交换相互作用项纳入哈密顿量。2)一个\textit{s}波超导体，由于邻近效应，当耦合到3D-TI打开表面上的带隙。这种TI超导体异质结建模使用Bogoliubov-de Gennes哈密顿量。还提出了一个比较，证明有限尺寸效应的表面状态的3D-TI和边缘状态的碲化镉/碲化汞/碲化镉为基础的2D-TI。与需要至少100.0 $ \mathrm{nm} $的厚度的2D-TI结构相比，3D-TI纳米结构可以减小到低至10.0 $ \mathrm{nm} $的尺寸。所有的计算使用连续四带k.p哈密顿量。
在普通绝缘体的表面出现拓扑保护态是一种罕见的现象，迄今为止，只有少数材料具有这种性质。一个有趣的问题是关于在不同材料之间形成拓扑保护界面的可能性。在这里，我们提出，拓扑相可以通过与三维拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$接近而转移到石墨烯。利用密度泛函和输运理论，我们证明了在石墨烯/Bi $_2$ Se $_3$界面处，在化学键形成的边缘，形成了杂化态.该态在$Γ$点处具有Dirac-cone-like色散，并具有明确的螺旋自旋织构，表明其拓扑保护性质。这表明邻近性可以将拓扑相从Bi $_2$ Se $_3$转移到石墨烯。
The influence of proximity induced ferromagnetism, superconductivity and Fermi-velocity on evolution of Berry phase in Bi$_{2}$Se$_{3}$ topological insulator
Bi $_{2}$ Se $_{3}$是众所周知的3D拓扑绝缘体（TI），其具有归因于能带结构的拓扑的非平凡Berry相$ \left(2n+1\right)π$. Berry相位在存在破坏时间反演对称性的微扰的情况下显示出与$ \left(2n+1\right)π$的非拓扑偏差，并产生具有大质量狄拉克费米子和有限带隙的量子系统。这样的带隙开放是由于铁磁体的交换场或超导体的本征能隙而实现的，所述本征能隙借助于邻近效应影响拓扑绝缘体表面态。在这项工作中，贝里阶段的这种带隙系统与大量狄拉克费米子被认为是。此外，它示出，这样的系统的Berry相也取决于\textit{Fermi} -速度的表面状态，可以调谐为TI膜厚度的函数。
Proximity-induced giant spin-orbit interaction in epitaxial graphene on topological insulator
Dirac材料的异质结构，如石墨烯和拓扑绝缘体，为探索固体中电子的奇异量子态提供了有趣的平台。本文采用密度泛函理论和紧束缚方法研究了石墨烯-Sb 2 Te 3异质结构的电子结构。我们发现，在Sb 2 Te 3上的外延石墨烯由于其接近拓扑绝缘Sb 2 Te 3而转变为量子自旋霍尔相。发现外延石墨烯发展出约~20 meV的巨大自旋-轨道能隙，这比原始石墨烯的自旋-轨道能隙大约三个数量级。我们讨论了这种增强的自旋-轨道相互作用的起源和可能的结果的自旋霍尔阶段在石墨烯。
Single and bilayer graphene on the topological insulator Bi$_2$Se$_3$: Electronic and spin-orbit properties from first principles
我们详细研究了单层和双层石墨烯在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$附近的电子和自旋轨道性质。我们的方法是基于第一性原理计算，结合对称导出的模型哈密顿量，捕捉低能带特性。我们考虑单层和双层石墨烯上的1- 3五重层的Bi $_2$ Se $_3$和提取轨道和邻近诱导的自旋轨道耦合（SOC）参数。我们发现，石墨烯得到显着的空穴掺杂（350毫电子伏），但线性色散被保留。邻近感生SOC参数的幅度约为1 meV，是谷塞曼型。诱导的SOC弱依赖于Bi $_2$ Se $_3$的五重层数。我们还研究了横向电场的效果，即施加在单层和双层石墨烯的异质结构上方的1个五重层的Bi $_2$ Se $_3$。我们的研究结果表明，能带偏移，以及邻近诱导SOC参数可以调整的字段。最有趣的是双层石墨烯的情况下，其中的带隙，起源于异质结构的本征偶极子，可以关闭和重新打开，与反转带字符。强邻近SOC从传导到价带的切换实现了自旋轨道阀。此外，我们发现当我们将石墨烯和Bi $_2$ Se $_3$之间的层间距离仅减小10%时，邻近诱导的SOC的巨大增加约为200%。最后，对于不同的衬底材料Bi $_2$ Te $_2$ Se，带偏移显著不同，其中石墨烯狄拉克点位于费米能级处，而与Bi $_2$ Se $_3$衬底相比，感生的SOC强度在量值上保持相似。
