Magnetization and Level Statistics at Quantum Hall Liquid-Insulator Transition in the Lattice Model
研究了具有Anderson无序的二维有限晶格模型中整数量子霍尔效应的相图中能级间距和磁化强度的统计特性。
2000-04-20 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall to Insulator Transition in the Bilayer Quantum Hall Ferromagnet
我们描述了双层量子霍尔铁磁体在填充分数$ν= 1$下的一个新相变。在静态无序（由周期势模型）的存在下，玻色子$S=1/2$自旋子可以经历超流-绝缘体转变，同时保持铁磁有序。莫特绝缘相有一个出射的U（1）光子，跃迁是在这个光子的希格斯相和库仑相之间。电荷和逆流电导率的物理后果，并在存在淬火无序的层间隧穿电导进行了讨论。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Unconventional quantum Hall effect in Floquet topological insulators
本文研究了垂直磁场作用下的非传统量子霍耳效应对双Floquet拓扑绝缘体表面态的影响。所得到的能带结构被光子修饰，拓扑性质由单个表面的低能动力学决定。对称和反对称表面状态的交换通过反转光的偏振而发生。我们发现了一种新的量子霍尔态，其中零朗道能级经历了相变，从一个平凡的绝缘体状态，与霍尔电导率$σ_{yx}=0$在零费米能量，到一个霍尔绝缘体状态与$σ_{yx}=e^2/2h$。这些发现为在$(\pm1/2,\pm3/2,\pm5/2,...)e^2/h$实验上实现非平凡量子态和不寻常的量子霍尔平台开辟了新的可能性。
2016-07-20 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
On the low-field insulator-quantum Hall conductor transitions
我们研究了在含有自组装InAs量子点的二维GaAs电子系统中，绝缘体-量子霍尔导体的跃迁，这种跃迁将填充因子$ν=4$的低场绝缘体与量子霍尔态分开.为了直接从低场绝缘体进入$ν=4$量子霍尔态，二维系统经历了从低场局域化到朗道量子化的交叉。实际上，交叉覆盖了相对于磁场的宽范围，而不仅仅是绝缘体-量子霍尔导体转变的临界点附近的小区域。
2005-03-12 cond-mat.mes-hall
Thin film of a topological insulator as a spin Hall insulator
利用Kubo公式研究了拓扑绝缘体薄膜表面态的自旋电导。膜的不同面之间的杂化在狄拉克点处打开了一个间隙。我们发现，在带隙区自旋电导率仍然是有限的。在带隙附近的无带隙区，自旋电导率增强。这些发现使得拓扑绝缘体薄膜成为自旋电子学应用的有前途的材料。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Phase transition between the quantum spin Hall and insulator phases in 3D: emergence of a topological gapless phase
研究了三维空间中量子自旋霍尔相和绝缘体相之间的相变。我们发现，在三维的反转非对称系统中，量子自旋霍尔相和绝缘体相之间出现了一个无隙相，这与二维的情况相反。这种无间隙相位的存在源于三维空间中无间隙点（恶魔点）的拓扑性质，而不是二维空间。
2007-10-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Breakdown of the Quantized Hall Insulator
我们提出了一个解析标度理论的本地化在一个二维的分层网络模型，旨在代表相位相干电子输运的量子霍尔制度。标度表达式的纵向和霍尔磁阻。与最近的数值研究一致，我们发现霍尔电阻率在金属相是量子化的，但在绝缘相发散。这表明量子化霍尔绝缘体的特性只能在强退相机制存在的情况下发生。
2001-01-29 cond-mat.mes-hall
Scaling Behavior of the Quantum Phase Transition from a Quantum Anomalous Hall Insulator to an Axion Insulator
在量子霍尔和量子反常霍尔（QAH）系统中，从一个平台到下一个平台或到绝缘体的相变揭示了普遍的标度行为。最近在磁性拓扑绝缘体夹层样品中证实了磁场驱动下从QAH绝缘体到轴子绝缘体的量子相变。在这里，我们表明，在过渡点的纵向电阻对磁场的导数的温度依赖性遵循的特征幂律，表明一个普遍的标度行为的QAH到轴子绝缘体相变。类似于量子霍尔平台到平台的转变，QAH到轴子绝缘体的转变也可以通过Chalker-Coddington网络模型来理解。我们提取的临界指数k~ 0.38与最近的高精度数值计算结果的相关长度指数的Chalker-Coddington模型在v ~ 2.6，而不是普遍接受的值2.33。
2020-08-29 cond-mat.mes-hall
Skyrmion-induced anomalous Hall conductivity on topological insulator surfaces
电子自旋动量锁定与背景磁织构一起可以显著改变电子输运性质。本文从理论上研究了拓扑绝缘体与顶部含有磁性skyrmions的磁性绝缘体之间的电子输运。与常规金属中的拓扑霍尔效应不同，即使在没有面内磁织构的情况下，skyrmion也会对异常霍尔电导率产生额外的贡献，这是由于在skyrmion边界处获得的狄拉克电子的相位因子特性。
2017-10-12 cond-mat.mes-hall
The Fractional Quantum Hall Effect of Tachyons in a Topological Insulator Junction
本文研究了两个拓扑绝缘体结在外磁场作用下的超快电子激发。从快子的有效二维模型和两个拓扑绝缘体的结态评估的朗道能级显示出一些在传统电子系统或石墨烯中看不到的独特性质。$ν=1/3$分数量子霍尔效应在快子系统中也有很强的存在。
2012-04-04 cond-mat.mes-hall
Nature of Integer Quantum Hall Transitions
基于无序任意子模型，重新讨论了量子霍尔系统的金属-绝缘体跃迁与超流-绝缘体跃迁之间的映射。采用超流-绝缘体跃迁的单参数标度法分析了整数量子霍尔跃迁的标度行为。分析表明，在弱无序极限下，量子霍尔平台直接跃迁到绝缘体，而在强无序极限下，量子霍尔平台则发生漂移跃迁。在这两种情况下，过渡对应于一个非手性超流绝缘体过渡，与纵向和横向量子霍尔电导率以下的半圆关系。
2002-08-06 cond-mat.mes-hall
Reply to Comment on "Localization and Metal-Insulator Transition in Multilayer Quantum Hall Structures"
这是对田中和町田评论的回复。我们提供了一些细节推导的有效场论的整数量子霍尔跃迁使用非阿贝尔手征反常。
1998-09-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetic Insulator Heterostructure
基于从头计算，我们预测，一个单层的Cr掺杂（Bi，Sb）2 Te 3和GdI 2异质结构是一个量子反常霍尔绝缘体与非平凡的带隙高达38 meV。我们的预测背后的原理是，两个拓扑平凡的铁磁绝缘体之间的能带反转可以导致非零的陈数，这提供了一个更好的方式来实现量子反常霍尔态没有随机磁掺杂。此外，还提出了一个简单有效的模型来描述该体系中自旋极化带反转的基本机制。此外，我们还预测在（Bi_（2/3）Cr_（1/3））_2 Te_3/GdI_2超晶格中可以实现三维量子反常霍尔绝缘体。
2014-11-12 cond-mat.mes-hall
Current scaling of the topological quantum phase transition between a quantum anomalous Hall insulator and a trivial insulator
我们报道了磁性拓扑绝缘体异质结构薄膜表面的量子反常霍尔绝缘体和平凡绝缘体之间的量子相变的电流标度研究。通过倾斜磁化同时测量霍尔电导率$σ_{xy}$来观察转变。在各种激励电流下获得的$σ_{xy}$的转变曲线在单个点处彼此交叉，例示了转变的量子临界行为。过渡曲线的斜率遵循激励电流的幂律依赖性，给出标度指数。结合已有的温度标度研究结果，分别得到局域长度的临界指数$ν$ = 2.8 $\pm$ 0.3和相干长度的临界指数$p$ = 3.3 $\pm$ 0.3。
2020-07-02 cond-mat.mes-hall
Spin Hall Effect Induced Spin Transfer Through an Insulator
当电荷电流通过表现出自旋霍尔效应的正常金属时，自旋在横向方向上累积在样品的边缘。我们预测，这种自旋积累，或自旋电压，使量子隧穿自旋通过绝缘体或真空到达铁磁体没有转移电荷。在一个正常的金属/绝缘体/铁磁绝缘体三层（如Pt/氧化物/YIG），量子隧穿解释了自旋转移力矩和自旋泵随绝缘体的厚度呈指数衰减。在正常的金属/绝缘体/铁磁金属三层（例如Pt/氧化物/Co）中，自旋转移一般不随绝缘体的厚度单调衰减。结合自旋霍尔磁电阻，这种隧穿机制点的可能性，一种新型的隧道光谱，可以探测磁振子态密度的铁磁绝缘体在一个全电和非侵入性的方式。
2016-08-20 cond-mat.mes-hall
Quantum spin Hall effect in 2D topological insulators
人们对拓扑绝缘体产生极大兴趣的最初动机是希望观察到量子自旋霍尔效应。因此，如果一种材料处于拓扑绝缘体状态，他们通常称之为量子自旋霍尔态。然而，尽管令人印象深刻的实验结果证实了量子自旋霍尔态的存在，但量子自旋霍尔效应尚未被检测到。本文首先简要介绍了量子自旋霍尔效应（由拓扑陈数决定的量子自旋电导），然后分析了边界条件对观察到这种效应的关键作用，最后讨论了量子自旋霍尔效应是否以及如何被观察到。
2011-08-31 cond-mat.mes-hall
Berry phase theory of planar Hall effect in Topological Insulators
在体传导极限下，外磁场平行于外加电流方向时，外尔半金属和拓扑绝缘体的纵向磁阻效应为负。拓扑半金属中的负纵向磁电阻效应被认为是手征反常效应的结果，而拓扑绝缘体中的负纵向磁电阻效应还没有得到很好的定义。另一个有趣的现象，平面霍尔效应-在所施加的共面电场和磁场的平面中出现横向电压，其彼此不完全对准，其中传统的霍尔效应消失的配置，最近被认为存在于Weyl半金属中。本文提出了一种在体电导极限下三维拓扑绝缘体平面霍尔效应的准经典理论。从玻尔兹曼输运方程出发，导出了拓扑绝缘体的平面霍尔电导率和纵向磁导率的表达式，并指出了轨道磁矩对平面霍尔效应的重要作用。我们的理论结果预测特定的实验签名拓扑绝缘体，可以直接在实验中检查。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect of Dirac fermions on the surface of a topological insulator
研究了强拓扑绝缘相的Wilson-Dirac型拓扑绝缘体薄膜表面Dirac费米子的量子霍尔效应。虽然磁场破坏了体的时间反演对称性，但即使在强场状态下，表面态也可以存活。我们研究如何朗道水平的表面态的对称性破缺微扰的影响。
2017-03-07 cond-mat.mes-hall
Quantum spin/valley Hall effect and topological insulator phase transitions in silicene
我们提出了硅烯中量子自旋和量子谷霍尔效应的理论实现。我们表明，电场和内在的自旋轨道相互作用的组合导致量子相变在电荷中性点。这种从二维拓扑绝缘体到平凡绝缘状态的相变伴随着量子自旋霍尔效应的淬灭和量子谷霍尔效应的发生，提供了一种实验调谐硅烯拓扑状态的工具。与石墨烯和其他传统的拓扑绝缘体相比，硅烯中提出的效应可以通过实验获得。
2012-06-16 cond-mat.mes-hall
The stability of the fractional quantum Hall effect in topological insulators
随着最近在拓扑绝缘体表面观察到类石墨烯朗道能级，分数量子霍尔效应的可能性，这是强关联的基本特征，已经变得令人感兴趣。一些实验已经报道了朗道内能级结构，这暗示了分数量子霍尔效应。本文从理论上讨论了分数量子霍尔效应的可行性，并认为虽然这种效应在理想情况下应该发生在$n=0$和$|n|=1$朗道能级上，但在更高的$|n|$朗道能级上却被排除了。与石墨烯不同，拓扑绝缘体中的分数量子霍尔效应被预测为由于自旋轨道耦合而在$n=1$和$n=-1$朗道能级之间显示出有趣的不对称性。
2011-06-22 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
Edge states and integer quantum Hall effect in topological insulator thin films
整数量子霍尔效应是二维量子物质的一种拓扑状态，最近在三维拓扑绝缘体薄膜中观察到。本文研究了强磁场作用下拓扑绝缘体中表面狄拉克费米子的朗道能级和边缘态。我们研究了霍尔电导量子平台的形成，发现了两种不同的模式，在一种模式中填充数覆盖所有整数，而在另一种模式中填充数仅覆盖奇数。我们专注于最接近零能量的量子平台，并证明了结构反转不对称导致的量子自旋霍尔效应的崩溃。给出了量子霍尔态随磁场、栅压和化学势变化的相图。本工作建立了一个直观的边缘态图像，以理解拓扑绝缘体薄膜中Dirac电子的整数量子霍尔效应。
2015-02-06 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Insulator of Composite Fermions
我们证明了弱六角周期势可以将具有偶数分母磁填充因子的二维电子气转变为复合费米子的量子反常霍尔绝缘体，产生分数量子化的霍尔效应.该系统提供了一个实现的Halflion蜂窝网络模型，虽然在一个复合费米子系统。我们进一步提出了一个试用的波函数的状态，并数值评估其相对于竞争的Hofstadter状态的稳定性。提出了可能的实验参数。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall
Surface Phonon Hall Viscosity Induced Phonon Chirality and Nonreciprocity in Magnetic Topological Insulator Films
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
研究揭示磁性拓扑绝缘体薄膜中表面声子Hall黏性诱导声子手性与非反向性现象
2026-02-01 cond-mat.mes-hall
Large Anomalous Hall Effect in Topological Insulators Proximitized by Collinear Antiferromagnets
由于CrSb具有高的Néel温度（$\sim$ 700 K）和半金属特性，它在室温反铁磁自旋电子学应用中是一种很有吸引力的材料。利用\emph{ab initio}密度泛函理论研究了CrSb双层膜在少层拓扑绝缘体薄膜上的磁性.我们发现薄膜的总反常霍尔电导率的本征部分是非零的，并且近似量子化。发现在少层拓扑绝缘体薄膜上的双层CrSb的Néel温度比孤立的CrSb薄膜的Néel温度高约两倍。由于CrSb的费米能级态密度低，引入无序可以实现霍尔量子化。因此，拓扑绝缘体表面的CrSb双层膜是高温量子反常霍尔效应的有吸引力的候选者。
2021-07-05 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations and disorder induced $ν=0$ quantum Hall plateau in topological insulator nanowires
暴露在磁场中的干净拓扑绝缘体会产生朗道能级，并伴随着无限平板几何形状的非零霍尔电导率。在这项工作中，我们考虑的情况下，无序的拓扑绝缘体纳米线和发现，相比之下，零霍尔高原出现在一个广泛的能量窗口接近狄拉克点。我们数值计算了无序纳米线统计系综的电导及其分布，并利用电导涨落研究了绝缘相对纳米线长度、无序强度和磁场等系统参数的依赖关系。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall
Anomalous and Topological Hall effect in Cu doped Sb2Te3 Topological Insulator
在不同温度和不同磁场下对Sb_（1.90）Cu_（0.10）Te_3的磁输运和磁化强度进行了测量。在高场下的磁输运测量表明体态和表面态共存。磁化强度显示了Cu掺杂诱导的反铁磁有序，观察到的量子振荡表明，在Sb 1.90 Cu 0.10 Te 3的磁化强度是体属性。霍尔数据的非线性表明存在反常和拓扑霍尔效应。根据Cu掺杂Sb_2Te_3拓扑绝缘体的霍尔测量数据，对反常和拓扑霍尔效应（THE）进行了评价.
2018-09-15 cond-mat.mes-hall
Spin-circuit representation of spin pumping into topological insulators and determination of giant spin Hall angle and inverse spin Hall voltages
本文构建了自旋泵浦进入拓扑绝缘体的自旋电路表示，考虑体态与表面态平行通道，发现高电导表面态主导了自旋混合电导率与逆自旋霍尔电压的增加，测定出接近最大值1的巨型自旋霍尔角，并引入自旋吸收层使逆自旋霍尔电压翻倍。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall
Large unidirectional spin Hall and Rashba-Edelstein magnetoresistance in topological insulator/magnetic insulator heterostructures
由于其独特的对称性，单向自旋霍尔和Rashba-Edelstein磁阻（USRMR）是非常重要的基本和实际的利益，特别是在读取磁化状态的两端自旋轨道转矩开关存储器和逻辑器件的上下文中。最近的研究表明，拓扑绝缘体可以提高USRMR幅度。然而，迄今为止在此上下文中研究的拓扑绝缘体器件配置，即铁磁金属/拓扑绝缘体双层和磁性掺杂的拓扑绝缘体，分别受到金属层的电流分流和低居里温度的影响。在这里，我们报告了一种新的材料类别-磁性绝缘体/拓扑绝缘体双层异质结构中的大USRMR。这样的结构表现出USRMR是大约一个数量级大于迄今为止在全金属Ta/Co双层中报道的最高值。我们还演示了电流诱导的磁化切换辅助的奥斯特场，和电读出的USRMR，作为一个原型存储器设备。
2018-06-24 cond-mat.mes-hall
Large anomalous Hall effect in ferromagnetic insulator-topological insulator heterostructures
我们证明了拓扑绝缘体化合物Bi 2 Te 3在铁磁绝缘体Cr 2 Ge 2 Te 6上的范德华外延。这些层的取向为Bi 2 Te 3的（001）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（001），Bi 2 Te 3的（110）平行于Cr2 Ge 2 Te 6的（100）。横截面透射电子显微镜表明形成了尖锐的界面。在低温下，由Bi_2 Te_3/Cr_2Ge_2 Te_6组成的双层膜表现出很大的反常霍尔效应（AHE）。倾斜场的AHE的研究表明，易轴位于沿c轴的异质结构，与体Cr2 Ge 2 Te 6的磁化测量一致。Cr2 Ge 2 Te 6的61 K居里温度和近化学计量比材料的使用可能导致基于AHE的自旋电子器件的发展。
2014-08-25 cond-mat.mes-hall
Theory of topological excitations and metal-insulator transition in reentrant integer quantum Hall effect
可重入整数量子霍尔效应（RIQHE）是由于电子晶体的形成。我们分析和数值计算表明，在这些晶体中的电荷密度分布在附近的带电缺陷的拓扑纹理强烈地减少载流激发所需的能量。该理论定量地解释了RIQHE态中实验观察到的绝缘体-金属尖锐跃迁。RIQHE中的绝缘体到金属的转变表现为拓扑带电缺陷的热力学非束缚转变。
2017-05-15 cond-mat.mes-hall
Universal Hall conductance scaling in non-Hermitian Chern insulators
我们研究了二维陈氏绝缘体的霍尔电导耦合到一个环境，导致增益和损失。引入一个双正交线性响应理论，我们表明，足够强的增益和损耗导致一个特征的非分析贡献的霍尔电导。在其开始时，这种贡献表现出一个普遍的幂律与幂3/2的狄拉克质量，化学势和增益强度的函数。我们的结果为电子输运实验中非厄米拓扑的研究铺平了道路。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall
Topological insulator in junction with ferromagnets: quantum Hall effects
铁磁体-拓扑绝缘体-铁磁体（FM-TI-FM）结具有热、电量子霍尔效应。所产生的霍尔电压和横向温度梯度可以通过FM引线中的磁化方向来控制，这激发了FM-TI-FM结作为自旋电子器件中的电开关和热开关的使用。热和电霍尔系数计算的铁磁体和自旋弛豫时间在TI的磁化方向的函数。霍尔电压和横向温度梯度降低，但没有完全抑制，即使在很短的自旋弛豫时间。结果表明，对于对称结构的FM引线，霍尔系数与自旋弛豫时间无关。
2014-12-03 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall Response in Two Dimensional Topological Insulators due to the Stark Effect
结果表明，外电场诱导的矩阵偶极矩的存在可以改变二维拓扑绝缘体的霍尔响应。在量子反常霍尔效应的情况下，感生横向电流获得与霍尔电导和所施加电场的时间导数成比例的额外项。在量子自旋霍尔效应的情况下，自旋和电荷横向电流同时出现。由于体积-边缘对应，手性边缘通道与电磁场之间的耦合改变，从而允许额外的非最小耦合项。这两种效应都可以通过传输和隧穿实验来测量。
2014-02-04 cond-mat.mes-hall
Spin-Hall magnetoresistance in quasi-two-dimensional antiferromagnetic insulator/metal bilayer systems
研究了反铁磁绝缘层/金属双层膜系统中自旋霍尔磁电阻的温度特性。我们使用量子蒙特卡罗模拟计算SMR信号的幅度，并研究SMR如何依赖于自旋的幅度，AFI层的厚度，以及交换相互作用的随机性。我们的结果为简单的量子自旋模型提供了一个有用的起点，了解磁性化合物的原子层上的SMR测量。
2022-09-27 cond-mat.mes-hall
Observation of nonlinear planar Hall effect in magnetic insulator/topological insulator heterostructures
将拓扑绝缘体与磁性绝缘体相连接已被广泛用于研究拓扑表面态与磁性之间的相互作用。以往的输运研究通常将弱反定域的抑制或异常霍尔效应的出现解释为施加于TI的磁邻近效应（MPE）的特征。本文报道了生长在MI铥和钇铁石榴石（TmIG和YIG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜中的非线性平面霍尔效应（NPHE）的观察结果，其非线性平面霍尔效应比生长在钆镓石榴石（GGG）衬底上的Bi_2Se_3薄膜大一个数量级。TmIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻与外加磁场成线性关系，而YIG/Bi_2Se_3的非线性霍尔电阻在零磁场附近有一个额外的磁滞回线。发现NPHE的大小与载流子密度成反比。我们推测所观察到的NPHE与MPE诱导的交换能隙开放和TI表面态的面外自旋织构有关，这可以用作MI/TI异质结构中MPE的另一种输运特征。
2022-09-16 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
The Edge-State Theory of Integer-Quantum-Hall-Effect to Insulator Transition
在实验中已经观察到由无序驱动的从几个积分量子霍尔态到绝缘体的直接跃迁。这一发现是神秘的理论相图，根据相当普遍的考虑，预测一系列的过渡，其中整数$n$表征霍尔电导率连续减少的单位，最终从$n=1$到绝缘体。在这项工作中，我们认为直接跃迁的发生是因为，在一定的参数制度，不同的朗道能级的边缘态是强耦合的，表现为一个单一的边缘状态。它指出了在什么条件下可以看到连续的过渡。
2000-08-28 cond-mat.mes-hall
Thermal and electrical quantum Hall effects in ferromagnet-topological insulator-ferromagnet junction
我们提出了一种测量铁磁-拓扑绝缘体-铁磁（FM-TI-FM）结量子霍尔系数的实验装置的理论描述。我们预测，在铁磁体的磁化方向的变化，可以改变感应霍尔电压和横向温度梯度从最大值，对应于量子化的霍尔系数，下降到他们的完全抑制为零。我们提供了详细的分析的热和电气霍尔电阻的功能，在铁磁体的磁化方向，在TI的自旋散射时间，FM引线和测量接触的几何位置。
2015-03-11 cond-mat.mes-hall
Giant mesoscopic spin Hall effect on surface of topological insulator
研究了具有阶跃势的拓扑绝缘体表面的介观自旋霍尔效应。利用McMillan方法，在弹道输运极限下，解析地导出了横向电流诱导的巨自旋极化，该极化在势能边界上振荡，由于Klein佯谬而不受势垒的限制，在自旋分辨扫描隧道显微镜中应该可以观察到.
2010-09-20 cond-mat.mes-hall
Giant orbital Hall effect due to the bulk states of 3D topological insulators
本研究聚焦三维拓扑绝缘体的轨道霍尔效应，发现其体态引发的轨道霍尔效应比自旋霍尔效应高最多3个数量级，为提升拓扑绝缘体/铁磁体器件转矩提供了优化方向。
2025-06-17 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
Spin and Charge Transport of Multi-Orbital Quantum Spin Hall Insulators
在SiC上制造铋烯为由V族原子制成的室温量子自旋霍尔绝缘体的衬底工程铺平了道路。我们在这些二维材料中进行大规模量子输运计算，以分析拓扑结构、无序、谷和自旋自由度之间相互作用所产生的丰富现象。为此，我们考虑一个最小的多轨道实空间紧束缚哈密顿量，并使用切比雪夫多项式展开技术。我们讨论了无序、亚晶格分辨势和Rashba自旋轨道耦合对量子自旋霍尔态的影响。
2018-11-13 cond-mat.mes-hall
Spectral Compressibility at the Metal-Insulator Transition of the Quantum Hall Effect
数值研究了无序电子系统在金属-绝缘体相变点的光谱性质。最近导出的异常扩散指数$η$和迁移率边缘的光谱压缩性$χ$之间的关系，$χ=η/2d$，被确认为整数量子霍尔离域跃迁。我们的计算是在幺正网络模型的框架内进行的，为研究无序系统的光谱性质提供了一种新的方法。
1997-05-30 cond-mat.mes-hall
Metal insulator transition in modulated quantum Hall systems
本文用数值方法研究了二维电子调制系统在无序情况下的量子霍尔效应。基于霍尔电导率的标度性质以及局域化长度，确定了态扩展的临界能量。我们发现，临界能量，这是分布到每个子带，结合成一个时，无序变得强大，在依赖于无序和/或周期性电位的对称性的方式。
2005-07-26 cond-mat.mes-hall
On the half-quantized Hall conductance of massive surface electrons in magnetic topological insulator films
本文通过研究磁性拓扑绝缘体薄膜的晶格模型，揭示了有隙表面能带具有整数量子化霍尔电导、无隙表面能带具有半量子化霍尔电导，并证明单独的有隙表面能带不支持半量子化表面霍尔效应。
2023-04-09 cond-mat.mes-hall
Coherent manipulation of nuclear spins in the breakdown regime of integer quantum Hall states
我们提出了一种利用量子霍尔效应击穿引起的动态核极化对核自旋进行电操纵的新方法。通过GaAs/AlGaAs单异质结界面处的二维电子系统与核自旋系统的超精细相互作用，实现了核自旋的极化和探测。通过测量导体的纵向电压，观察到核自旋量子态之间的相干振荡。
2008-08-29 cond-mat.mes-hall
Bulk--boundary correspondence in a non-Hermitian quantum spin-Hall insulator
本文将基于修正周期边界条件的非厄米体-边界对应场景扩展至非厄米量子自旋霍尔绝缘体，证明其能正确描述该系统的体-边界对应，且导出的相图与开放边界条件下的谱一致。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall
Surface-edge state and half quantized Hall conductance in topological insulators
本文提出了拓扑绝缘体表面态半量子化霍尔电导的表面边缘态理论。证明了在弱磁场中，表面态的单狄拉克锥的能隙开放。我们发现一个新的表面态驻留在表面边缘，并携带手性边缘电流，导致在四端设置的半量子化霍尔电导。我们还给出了半量子化电导的物理解释，表明这种状态是分裂的大质量狄拉克费米子的边界束缚态的电导量子的产品。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Theory of Magnetic-Texture-Induced Anomalous Hall Effect on the Surface of Topological Insulators
反常的霍尔效应是由磁织构如skyrmions引起的。基于微扰方法，我们推导了三阶磁化下拓扑绝缘体表面霍尔电导率的解析公式$\boldsymbol{M}(\boldsymbol{x})$。我们确定的磁性纹理，有助于霍尔电导率高达三阶的磁化强度和二阶的空间微分。我们把磁化作为一个扰动来计算霍尔电导率为每个磁性织构的线性响应理论的基础上。此外，我们估计的Skyrmion诱导的霍尔电导率，并确认它依赖于Skyrmion的形状，如布洛赫型或Néel型Skyrmion。研究结果不仅适用于常规的Skyrmion系统，也适用于更一般的磁结构。
2021-04-29 cond-mat.mes-hall
The Quantized Hall Insulator: a "Quantum" Signature of a "Classical" Transport Regime?
从填充因子为1/k（k为奇数）的初级量子霍尔（QH）液体到绝缘体的转变的实验研究表明了“量子化霍尔绝缘体”（QHI）行为：当纵向电阻率随着温度和电流偏置的降低而发散时，霍尔电阻率保持在值$k h/ e^2$的量子化。我们回顾了解决这一现象的实验结果和理论研究。特别是，我们讨论了一种理论方法，它采用了一个模型的绝缘体作为一个随机网络的弱耦合水坑QH液体在固定的填充因子。该模型被证明表现出一个强大的量化的霍尔电阻率，电子输运的网络是不相干的。随后的理论研究集中在是否有必要假设不连贯的争议。得出的结论是，在量子相干输运机制中，量子干涉破坏了QHI作为局域化的结果。一旦定域长度变得比失相长度短得多，霍尔电阻率就发散。最后，我们提到一些最近的实验观察和开放的问题。
2004-06-29 cond-mat.mes-hall
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。
2022-06-27 cond-mat.mes-hall
Tunneling Planar Hall Effect in Topological Insulators: Spin-Valves and Amplifiers
我们研究了三维拓扑绝缘体表面单个铁磁势垒的隧穿。在沿偏置方向的磁化分量的存在下，隧穿平面霍尔电导（TPHC），横向于所施加的偏压，开发。静电控制的障碍，使一个巨大的霍尔角，与TPHC超过纵向隧穿电导。通过改变面内磁化方向，可以改变纵向和横向微分电导的符号，而不会在拓扑表面状态中打开间隙。因此，拓扑绝缘体/铁磁结中的输运可以从简单的自旋阀急剧改变为放大器。
2016-10-14 cond-mat.mes-hall
