Suppression of ballistic helical transport by isotropic dynamical magnetic impurities
动态磁性杂质（MI）被认为是抑制二维拓扑绝缘体边缘弹道螺旋输运的可能来源。MI提供巡游螺旋电子的自旋翻转反向散射。如果MI和电子之间的交换相互作用是各向异性的，并且Kondo屏蔽不重要，则这样的背散射减小弹道电导。众所周知，各向同性的MI不抑制电子轴自旋对称系统中的螺旋输运。我们表明，如果这种对称性被打破，各向同性MI获得有效的各向异性和抑制螺旋电导。其独特的基本机制是电子的连续反向散射，这些电子在同一方向上传播，但具有不同的能量。对线性电导的相应修正由电子的允许相空间决定，并与温度成比例，即T^4。因此，它在低温下消失。这定性地区分由MI与诱导和裸各向异性的影响，后者是温度无关的。如果T小于所施加的偏压，即有限e V，则允许的相空间由偏压提供，微分电导的标度为（e V）^[4]。
2021-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Indirect exchange interaction between magnetic impurities in one-dimensional gapped helical states
我们从理论上研究了一维带隙螺旋态介导的磁性杂质间的间接交换相互作用。当时间反演对称性弱破缺时，二维拓扑绝缘体的边缘可以实现这种含有大量狄拉克费米子的态。我们发现间接交换相互作用由Heisenberg项、Dzyaloshinsky-Moriya项、面内项和面外项组成。当费米能级位于带隙内时，这些项呈指数衰减，而Dzyaloshinsky-Moriya项具有最小的振幅。在能隙外，大质量螺旋态改变了射程函数的振荡行为，使得它们的周期在带边附近减小，这与能隙或费米能有关.此外，在零能隙结构中，离面伊辛项消失，但其振荡幅度随能隙的增大而增大，随费米能的增大而减小，而其它成分的振荡幅度保持不变.分析结果也得到了subgap和间隙制度。此外，电子-电子相互作用的影响进行了分析。
2020-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Transport in helical Luttinger Liquid with Kondo impurities
二维拓扑绝缘体中螺旋边缘模的弹道输运受到时间反演对称性的保护。最近有人指出[1]，非相互作用的螺旋电子与随机各向异性的近藤杂质阵列的耦合可以导致对称性的自发破缺，因此可以去除这种保护。我们已经分析了电子之间的相互作用的功能和阿贝尔玻色化方法的组合的影响。抑制的弹道输运原来是强大的，在一个广泛的相互作用强度。我们计算了局域化长度的重正化，发现对于强相互作用，它是重要的。我们已经确定了各种制度的直流运输，并讨论了它的温度和样品尺寸的依赖关系，在每个制度。
2015-03-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Building topological device through emerging robust helical surface states
我们提出了一种通过在Z_2=0拓扑系统中产生鲁棒螺旋表面态来构造拓扑器件的非局域操纵方法。具体地说，在具有有限尺寸效应的Z_2=0 Bernevig-Hughes-Zhang（BHZ）模型的带中，如果在顶边（底边）掺杂磁性杂质，则底边（顶边）的边态可以根据磁性杂质的强度和方向而改变。因此，由于有限尺寸的限制，新兴的鲁棒螺旋边缘状态和带隙的正常边缘状态之间的后向散射也被改变，这使得系统在完美的单通道导体和完美的绝缘体之间交替。这种效应使我们能够制造具有高开关比的拓扑器件。此外，它也可以推广到三维模型和更现实的Cd_3As_2型狄拉克半金属。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall
Exchange and collective behavior of magnetic impurities in a disordered helical metal
研究了无序二维螺旋金属中磁性杂质的交换相互作用及随后的集体行为。交换耦合遵循一个统计分布，其矩在$\left(p_F\ell\right)^{-1}$中计算到最低阶，其中$p_F$是巡游电子的费米动量，$\ell$是平均自由程，我们发现：i）分布的一阶矩是指数衰减的，ii）相互作用的方差是长程的，然而，由于介导相互作用的电子的自旋和动量之间的锁定，它变得与局部磁矩的方向无关。结果，长程磁序趋于被抑制，出现自旋玻璃相。该方法应用于三维拓扑绝缘体的表面态。在玻璃相中缺乏净磁矩，并且在大于$\ell$的距离处自旋极化完全随机化，排除了表面态的光谱间隙。因此，非磁性无序可以解释在磁掺杂的拓扑绝缘体的光电发射实验结果的分散。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two-impurity helical Majorana problem
我们预测实验可访问的签名螺旋马约拉纳费米子在拓扑超导体耦合到两个量子点的本地矩制度（对应于自旋$1/2$杂质）。考虑到RKKY介导的体模和边缘模式的相互作用，后者导致远程反铁磁伊辛耦合，我们制定和解决这个两个杂质螺旋马约拉纳问题的低能量理论。特别是，我们表明，长时间的自旋动力学后，磁场淬火显示弱阻尼振荡与普遍的品质因数。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall
Charge and spin density in the helical Luttinger liquid
弱相互作用的螺旋Luttinger液体，由于自旋动量锁定，其特征在于非常奇特的本地观测值：我们表明，密度-密度关联函数不表现出Friedel和Wigner振荡的签名，和自旋-自旋关联函数，这是强各向异性，见证了一个平面自旋波的形成。此外，我们表明，最相关的散射势涉及局部杂质是不能修改的电子密度，而只有磁性杂质可以钉的平面自旋密度波。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Helical Aharonov-Casher edge states
结果表明，在二维几何中的Aharonov-Casher矢量势可以导致螺旋边缘态。Aharonov-Casher矢量势是磁矢量势的电磁对偶，并导致类似于整数量子霍尔效应的在样品边缘处的旅行状态。螺旋边缘态被预测出现在一个狭窄的通道几何与抛物线或充分对称的限制势。螺旋Aharonov-Casher边缘状态和实验考虑在特定的材料系统的影响进行了讨论。
2010-10-01 cond-mat.mes-hall
Photocurrent and photoconductance of an helical edge state
我们考虑了量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态，连接在两个引线之间，并由单色和圆偏振电磁波照射。研究了螺旋边缘态内产生的光电流随电磁辐射特性和边缘态电子掺杂的变化。重点研究了引线对光电流的影响。我们还研究了在引线之间存在偏压时螺旋边缘态的光电导。
2019-12-14 cond-mat.mes-hall
Helical edge states induced by lateral spin-orbit coupling
边缘的存在局部地破坏了异质结构的反转对称性，并引起横向（边缘）自旋轨道耦合（SOC），在某些条件下，这可以导致螺旋边缘态的形成。如果边缘SOC足够强，则螺旋边缘态可以穿透带隙并且与体状态能量隔离。作为一个结果，后向散射被抑制，无耗散的螺旋边缘通道保护免受时间反演对称扰动出现，和系统的行为作为一个二维拓扑绝缘体（TI）。然而，与以前的工作TI，这里提出的机制，为创建受保护的螺旋边缘状态依赖于强边缘SOC，而不是带反转。
2015-11-10 cond-mat.mes-hall
Comment on "Noise in the helical edge channel anisotropically coupled to a local spin"
对K. E.纳加耶夫V. Remizov，D. S. Shapiro，各向异性耦合到局部自旋的螺旋边缘通道中的噪声，JETP Lett。108，664（2018）。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall
Anti-helical edge magnons in patterned antiferromagnetic thin film
本文提出在图案化反铁磁薄膜中利用重金属点阵列诱导相反 iDMI，构造由体域受限态补偿的反螺旋边缘磁振子，并通过微磁模拟验证。
2023-03-13 cond-mat.mes-hall
Dynamic impurities in two-dimensional topological insulator-edge states
二维拓扑绝缘体的螺旋边缘态在有序磁性杂质的存在下，表现出态密度的能隙和电导的抑制。在这里，我们将考虑当磁性杂质被周期性驱动时，对DOS和传输的动力学影响。使用Floquet形式主义和格林函数，系统性能的驱动频率和杂质的势能贡献的函数进行了研究。我们看到，增加潜在的一部分，关闭所有驾驶制度的DOS差距。传输间隙也是闭合的，显示出作为能量的函数的明显的不对称性。这些特征表明，动力学输运性质可以提供有关磁性杂质的有价值的信息。
2021-11-11 cond-mat.mes-hall
Helical Topological Edge States in a Quadrupole Phase
拓扑电四极是最近提出的一个概念，它将晶体的电极化的强度理论扩展到更高阶。这样的四极相位支持在边缘和角落上局部化的拓扑状态。在这项工作中，我们表明，在一个四极相的蜂窝晶格，拓扑螺旋边缘状态和赝自旋极化的角态出现，利用一个伪自旋自由度相关的点群对称。此外，我们认为，出现的螺旋边缘状态（伪）自旋四极相位的一般条件是镜像对称或时间反转对称。我们的研究结果提供了一种在没有自旋轨道耦合的情况下生成拓扑螺旋边缘态的方法。
2018-12-18 cond-mat.mes-hall
Finite frequency noise in a quantum point contact between helical edge states
我们提出并分析了非平衡有限频率电流-电流关联作为一种手段来表征量子自旋霍尔几何中边缘态的螺旋性质。我们表明，有限频率的噪声，使明确区分一个粒子和两个粒子的过程中发生的螺旋液体隧道或弱背散射制度。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall
Reply to comment on "Noise in the helical edge channel anisotropically coupled to a local spin"
这是对我的评论的答复。S.伯米斯特罗夫警察局Kurilovich和V.D. Kurilovich [arXiv：1903.047241]在我们的论文“Noise in the helical edge channel anisotropically coupled to a local spin”[JETP Lett. 108，664（2018），arXiv：1810.05831]。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall
Dynamical response of dissipative helical edge states
量子自旋霍尔绝缘体的特征在于拓扑保护的反向传播边缘状态。在这里，我们研究这些螺旋边缘状态下的动态响应的时间依赖的磁通偏置，在存在的热浴。结果表明，边缘载流子的弛豫时间可以从拓扑绝缘体盘的耗散响应的测量中确定。各种微扰，包括塞曼耦合和无序的影响，也进行了讨论。
2014-11-06 cond-mat.mes-hall
Elastic backscattering of quantum spin Hall edge modes from Coulomb interactions with non-magnetic impurities
我们证明了在量子自旋霍尔绝缘体边缘的螺旋电子和动态杂质之间的静电相互作用可以诱导准弹性背散射。模型的杂质作为一个两级系统，我们表明，反向传播的Kramers简并电子态之间的过渡可以发生不打破时间反演对称性，只要杂质也经历了过渡。相关的电阻具有弱的温度依赖性，直到非通用的温度标度。我们的研究结果扩展了已知的背散射机制在螺旋边缘模式的范围，包括电子隧穿出系统是不存在的情况下。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
In-plane noncollinear exchange coupling mediated by helical edge states in Quantum Spin Hall system
研究了量子自旋霍尔系统中螺旋边态介导的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yoshida（RKKY）相互作用。螺旋边缘态在两个局域自旋之间诱导了面内非共线交换耦合，而在正常金属中诱导的是各向同性耦合。在基态中两个局部自旋之间的角度取决于费米能级。这种性质可以用来通过调节电子门来控制自旋的角度。
2009-06-29 cond-mat.mes-hall
Magnetic field induced Fabry-Pérot resonances in helical edge states
研究了在有限长度均匀磁场（{ $\vec B$ }）作用下，电子在螺旋边缘态上的输运.我们表明，该系统具有Fabry-Pérot型共振的电子输运。螺旋边缘态的固有自旋各向异性允许我们通过改变{ $\vec B$ }场的方向同时保持其幅度恒定来调谐这些共振。这与具有抛物线色散的非螺旋一维电子气的情况形成鲜明对比，其中类似的共振确实分别出现在单独的自旋通道（$\uparrow$和$\downarrow$）中，然而，不能仅通过改变{ $\vec B$ }场的方向来调谐。这些共振提供了一种独特的方式来探索螺旋理论的本质。
2012-06-29 cond-mat.mes-hall
Finite frequency backscattering current noise at a helical edge
具有足够各向异性的磁性杂质可以解释所观察到的2D拓扑绝缘体的边缘电导与预期量子化值的强烈偏差。在这项工作中，我们考虑这样一个螺旋边缘耦合到稀释杂质与任意自旋$S$和一般形式的交换矩阵。我们计算了在有限的频率作为温度和施加的偏压的函数的后向散射电流噪声。我们发现，除了在零频率的洛伦兹共振，后向散射电流噪声功能Fano型共振在非零频率。共振的宽度由相应的科林加率的频谱控制。在一个固定的频率的反向散射电流噪声具有非单调的行为作为偏置电压的函数。
2020-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Inelastic electron backscattering in a generic helical edge channel
本文计算了无轴向自旋对称的一维螺旋液体的低温电导。这种对称性的缺乏允许单个电子的非弹性后向散射，伴随着另一个电子的前向散射。这种弱相互作用和潜在的杂质散射的联合效应导致与量子化电导$δG \propto T^4$的温度依赖性偏差。此外，$δG$对费米能级的位置敏感。我们确定数值参数进入我们的通用模型的Bernevig-Hughes-Zhang哈密顿的碲化镉量子阱中存在的Rashba自旋轨道耦合。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
Strong coupling between a permalloy ferromagnetic contact and a helical edge channel in a narrow HgTe quantum well
实验研究了在8 nm宽的HgTe窄量子阱中，坡莫合金铁磁体与带反转二维电子系统边缘之间的自旋极化电子输运.在零磁场中，我们观察到强不对称的边缘电位分布相对于铁磁接地引线。这一结果表明，螺旋边缘通道，具体的带反转的结构，即使在导电体，是强耦合到铁磁侧接触，可能是由于邻近磁化的影响。它允许螺旋边缘状态的选择性和自旋敏感的接触。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall
Transport signatures of a Floquet topological transition at the helical edge
二维拓扑绝缘体螺旋边缘态的调控对于技术应用的发展至关重要。最近，一个重要的一步，即实验实现了螺旋边缘之间的量子点接触，已经完成。我们从理论上预测，这样的量子点接触，在存在一个时间周期性的外加电场，其特征在于在Floquet频谱的拓扑量子相变。此外，我们还证明了通过裸电导测量来检测这种动态拓扑量子相变是可能的。
2020-07-27 cond-mat.mes-hall
Optical properties of helical edge channels in zinc-blende-type topological insulators: Selection rules, circular and linear dichroism, circular and linear photocurrents
我们发展了一个基于锌量子阱的二维拓扑绝缘体螺旋边缘沟道的电子-光子相互作用理论。结果表明，在这种结构中缺乏空间反演对称性，使电偶极光学跃迁之间的自旋分支的拓扑边缘状态。此外，我们证明了与边缘状态和边缘光电流的产生辐射偏振控制的线性和圆二色性。
2018-05-11 cond-mat.mes-hall
Phonon induced backscattering in helical edge states
已知在量子自旋霍尔绝缘体的边界处实现的单对螺旋边缘状态对弹性单粒子背散射是鲁棒的，只要保持时间反演对称性。然而，没有对称性阻止非弹性背散射所带来的声子在Rashba自旋轨道耦合的存在下。在这封信中，我们表明，螺旋狄拉克电子的单通道的量子化电导率的保护，甚至对这种非弹性机制，以领先的顺序。我们进一步证明，这一结果仍然有效，即使当库仑相互作用包括在一个螺旋Tomonaga Luttinger液体的框架。
2012-03-14 cond-mat.mes-hall
Helical edge transport in the presence of a magnetic impurity
研究了电子散射量子磁性杂质对二维拓扑绝缘体螺旋边电流-电压特性的影响。我们计算了一般形式的交换相互作用矩阵和任意值的磁性杂质自旋的后向散射沿边缘的电流的贡献。我们发现微分电导是电压的非单调函数，有多个极值。
2017-10-10 cond-mat.mes-hall
Fundamental limits to helical edge conductivity due to spin-phonon scattering
研究了二维拓扑绝缘体螺旋边缘态的电子-声子相互作用对电导的影响。我们表明，体声波声子引起的边缘变形修改的边缘状态的自旋纹理，并由此产生的自旋-声子耦合导致非弹性背散射，使运输扩散。使用半经典玻尔兹曼方程，我们计算的电导率，并表明它具有金属布洛赫-格吕奈森定律。在主体材料的德拜温度量级的温度下，自旋-声子散射因此显著降低边缘态的电导率。输运仅在足够短的边缘保持弹道，在这种情况下，对量子化电导的校正在低温下以$δG \propto T^5$的形式消失。耦合强度仅依赖于螺旋自旋织构沿变形边缘的平行传输，由主体材料的密度和声速决定。我们的研究结果施加的螺旋边缘通道的有限温度电导率的基本限制。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall
Probing the helical edge states of a topological insulator by Cooper-pair injection
研究了单重态s波超导体与量子自旋霍尔（QSH）拓扑绝缘体边缘的邻近效应。我们建立了在QSH边缘态/超导体界面的Andreev反射是完美的，而通过超导体的非局域Andreev过程被完全抑制。我们计算相应的电导和噪声。
2010-08-05 cond-mat.mes-hall
Robust helical edge transport at $ν=0$ quantum Hall state
在具有狄拉克锥的二维材料中，最有趣的预测之一是第零朗道能级（LL）的存在，该能级由具有相反手性的电子和空穴均等地填充。在LL填充因子$ν=0$带隙的量子霍尔态处，塞曼分裂产生了具有螺旋自旋结构的无隙边缘态。我们在零能隙碲化汞量子阱中观测到了$ν=0$量子霍尔态的巨非局域四端输运。我们的实验清楚地证明了在单谷狄拉克锥材料系统中存在鲁棒的螺旋边缘态。
2017-07-24 cond-mat.mes-hall
Observation of Helical Edge States and Fractional Quantum Hall Effect in a Graphene Electron-hole Bilayer
量子霍尔边缘态为研究一维（1d）电子提供了丰富的基础，但仅限于沿单一方向的手性传播。在这里，我们展示了一个多功能的平台，以实现新的一维系统相结合的量子霍尔边缘状态相反的手征在石墨烯电子空穴双层。使用这种方法，我们的工程螺旋一维边缘导体的反向传播模式本地化在单独的电子和空穴层由一个可调的电场。这些螺旋导体表现出强烈的非局域传输信号和抑制反向散射由于反向传播模式的相反的自旋极化。此外，我们调查这些电子空穴双层在分数量子霍尔制度，在那里我们观察到通过分数和整数边缘状态相反的手征传导，铺平了道路实现一维螺旋系统与分数量子统计。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall
Interplay of Altermagnetic Order and Wilson Mass in the Dirac Equation: Helical Edge States without Time-Reversal Symmetry
本研究探究三维拓扑绝缘体薄膜与交变磁有序耦合体系，揭示威尔逊质量与交变磁质量的相互作用可诱导出无时间反演对称性的螺旋边缘态，且该态具有鲁棒的量子化非局域电阻平台，为拓扑量子器件提供新平台。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Interference effects induced by a precessing easy-plane magnet coupled to a helical edge state
磁绝缘体与二维拓扑绝缘体的螺旋电子边缘的相互作用已经被证明会导致许多有趣的现象。其中之一是，对于磁各向异性轴的合适取向，与易平面磁体的交换耦合对通过螺旋边缘的DC电传输没有影响，尽管它在螺旋边缘的频谱中打开了间隙[Meng { \em et al.}，物理学\修订版本\ B { \bf 90}，205403（2014）]。在这里，我们从理论上考虑这样一个磁铁嵌入在干涉仪，由一对螺旋边缘状态连接的两个隧道接触，电子可以隧道之间的两个边缘。使用散射矩阵的方法，我们表明，在干涉仪臂之一的磁铁的存在下，产生AC电流响应于所施加的直流电压。另一方面，DC Aharonov-Bohm效应在零温度和小DC电压下不存在，并且仅在所施加的电压或温度超过磁致激发间隙时出现。
2021-03-24 cond-mat.mes-hall
Point contacts and localization in generic helical liquids
我们考虑两个螺旋液体的相对边缘上的一个狭窄的二维拓扑绝缘体，这是由一个或几个本地隧道结连接。在空间非均匀Rashba自旋轨道耦合的存在下，螺旋态相对边缘的自旋织构是不同的。我们证明，这对边缘之间的电子输运有很强的影响。特别是，在许多随机隧道接触的情况下，本地化长度强烈依赖于边缘状态的自旋纹理。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Evidence for Helical Edge Modes in Inverted InAs/GaSb Quantum Wells
本文对InAs/GaSb复合量子阱的杂化带隙中的低温电子输运进行了实验研究。静电门用于将费米能级推入间隙区，测量电导随样品长度和宽度的变化。我们的分析显示了Liu等人[Phys. Rev. Lett.，100，236601（2008）]。边缘模式持续尽管相当大的体传导，并显示出只有一个弱的磁场依赖性-一个直接的结果，间隙开放远离区中心。
2011-05-01 cond-mat.mes-hall
Low-Temperature Conductivity of Weakly Interacting Quantum Spin Hall Edges in Strained-Layer InAs/GaInSb
我们报道了应变InAs/Ga0.68In0.32Sb量子阱中的低温输运测量结果，该量子阱支持时间反转的螺旋边缘态。不同尺寸器件的螺旋边电导随温度和偏置电压的变化与弱相互作用螺旋边态的理论预期一致。此外，我们还发现螺旋边缘态的磁电阻与边缘相互作用效应和无序强度有关。
2017-12-12 cond-mat.mes-hall
Backscattering Between Helical Edge States via Dynamic Nuclear Polarization
我们证明了二维拓扑绝缘体边界上的一维螺旋边缘态的非平衡自旋极化可以通过超精细相互作用动态地诱导核的极化。当与空间非均匀Rashba耦合相结合时，核的稳态极化在拓扑保护的边缘状态之间产生背散射，导致电导降低，其持续到零温度。我们研究这些影响在短边和长边，揭示欧姆输运在有限温度下的偏差和电流噪声谱，这可能会举行的指纹实验验证的背散射机制。
2012-07-31 cond-mat.mes-hall
Disorder induced helical-edge transport near $ν$=0 of monolayer graphene
在磁输运实验中研究了单层石墨烯填充因子$ν$ =0的复杂性质。作为垂直磁场的函数，观察到的金属-绝缘体的转变，这是由于在倾斜的反铁磁相的无序诱导朗道能级加宽。在金属制度的零朗道能级的分离出现和量子自旋霍尔效应的迹象被视为附近$ν$ =0。除了本地运输，非本地运输实验结果与螺旋边缘运输是一致的。
2019-08-07 cond-mat.mes-hall
Noiseless manipulation of helical edge state transport by a quantum magnet
通过量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态的电流可以由于自旋转移力矩和自旋泵浦的组合而完全传输通过磁隙区域[Meng { \em et al.}，B { \bf 90}，205403（2014）]。使用散射的方法，我们在这里认为，在这样的系统中，电流是有效地进行了电子的能量低于磁感应间隙和远低于费米能量。这具有显著的结果，例如散粒噪声的不存在、热噪声的指数抑制以及热传输的阻碍。对于两个被同一量子磁体覆盖的螺旋边缘，该器件可以充当鲁棒的无噪声电流分配器。
2015-10-19 cond-mat.mes-hall
Robustness of the helical edge states in topological insulators
拓扑绝缘体（TI）是在本体中具有能带隙并且在表面上传导螺旋电子态的材料。螺旋态受到时间反演对称性的保护，因此有望对静态无序散射具有鲁棒性。在这项工作中，我们报告原子的第一性原理分析的无序散射在两个探针的三维TI材料Bi2Se3的传输结。对无序散射的设备的鲁棒性定量确定。检查许多不同的散射配置，一个总的趋势出现在如何强大的扰动电位和它是如何空间分布，可以出轨的螺旋状态的Bi2Se3表面。
2012-11-22 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced chiral and helical Majorana edge modes in a two-dimensional Ammann-Beenker quasicrystal
近年来，准晶系统中拓扑相的无序效应的研究受到了广泛的关注。在这项工作中，通过数值计算的（自旋）Bott指数和热导，我们揭示了无序的影响，在一个二维Ammann-Beenker平铺准晶晶格中的D类手性拓扑超导体和DIII类时间反转不变的拓扑超导体。我们证明，无论是拓扑保护的手性和螺旋马约拉纳边缘模式是强大的对弱无序的准晶晶格。更吸引人的是发现无序诱导的拓扑非平凡的阶段，表现出手性和螺旋马约拉纳边缘模式的D类和DIII拓扑超导体系统，分别。我们的研究结果为准晶系统中无序诱导的Majorana边模的研究打开了大门。
2021-10-08 cond-mat.mes-hall
Effects of electron-hole asymmetry on electronic structure of helical edge states in HgTe/HgCdTe quantum wells
研究了HgTe/HgCdTe量子阱中电子-空穴非对称性对螺旋边态电子结构的影响。在四带kp模型的框架下，考虑到空间反转中心的缺失，我们得到了边缘态的能谱和波函数的解析表达式，以及边缘电子自旋分支间电偶极光学跃迁的有效g因子张量和矩阵元.我们表明，当两个条件同时满足-电子-空穴不对称性和没有反转中心-边缘电子的光谱偏离线性的，在这种情况下，我们得到的线性光谱的修正。
2019-12-19 cond-mat.mes-hall
Transversal Propagation Behaviors of Helical Edge States In a QSH System
利用衰减特征量$λ$对二维量子自旋霍尔系统边缘态的横向传播进行了分类。两种不同的模式的螺旋边缘状态表现出不同的行为。在正常边缘状态下，穿透深度与动量有关。有限尺寸能隙随样品宽度单调衰减，导致正态尺寸效应。相反，穿透深度保持一个统一的最小值，在特殊的边缘状态与更短的长度。有限尺寸间隙随宽度非单调衰减，导致异常的有限尺寸效应。真实材料在相图中进行了比较，这清楚地表明了它们的差异。我们还提出了一种直观的方法来搜索二维量子自旋霍尔系统中的特殊边缘态。
2012-05-07 cond-mat.mes-hall
Emergent $Z_2$ Topological Invariant and Robust Helical Edge States in Two-Dimensional Topological Metals
在这项工作中，我们研究了拓扑金属的无序效应，支持一对螺旋边缘模式深深嵌入内部的无隙体状态。引人注目的是，我们预测，量子自旋霍尔（QSH）相可以从这样的拓扑金属，而不会打开一个全球的带隙。具体地说，无序可以导致一对强大的螺旋边缘状态，这是由一个新兴的$Z_2$拓扑不变量保护，从而产生一个量化的电导平台在运输测量。这些结果对于解决本质上是金属的QSH材料的各种输运实验中的难题具有指导意义。这项工作也将启发无序拓扑金属中QSH效应的实验实现。
2020-05-13 cond-mat.mes-hall
Spin texture of generic helical edge states
我们研究了一般螺旋液体的自旋织构，轴向自旋对称性破缺的二维拓扑绝缘体的边缘模。通过考虑蜂窝和正方形晶格实现的拓扑绝缘体，我们表明，在所有情况下的自旋量子化轴的动量相关的旋转的通用行为实现。在这里，我们建立这种机制，也为连续旋转对称的磁盘几何形状。最后，我们证明了自旋量子化轴的旋转对于任意的几何形状保持不变，即在没有任何连续对称性的情况下。我们还计算了这种旋转的依赖模型和材料参数。最后，我们提出了一个光谱测量，它应该直接揭示旋转的螺旋边缘状态的自旋量子化轴。
2015-06-09 cond-mat.mes-hall
Emission of time-bin entangled particles into helical edge states
我们提出了一个单粒子源，它发射到一个二维量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态。在不破坏时间反演对称性的情况下，该源的作用就像一对无噪声的单电子发射器，每个发射器分别注入手性边缘态。通过局部破坏时间反演对称性，源成为一个适当的单粒子发射器，表现出散粒噪声。由于其固有的螺旋性，该系统可以用于以受控的方式产生时间仓纠缠的电子对。由源产生的散粒噪声与发射态的同时发生有关。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall
Backscattering in helical edge states from a magnetic impurity and Rashba disorder
量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态的传输实验的特点是由一个弱的温度依赖的平均自由程的几微米和可重复的电导振荡，挑战提出的理论解释。我们考虑一个模型，其中边缘电子经历空间随机Rashba自旋轨道耦合，并耦合到自旋S >= 1/2的磁性杂质。在有限偏置稳态下，当S > 1/2时，我们发现了一个与温度相关的杂质感生电阻，这与实验结果一致。由于后向散射是弹性的，不同散射体之间的干涉可能解释电导波动。
2016-02-06 cond-mat.mes-hall
On the Cutting Edge: Helical Liquids in Time-Reversal-Invariant Topological Materials
Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Department of Physics, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
本文探讨了时间反演对称拓扑材料边界处螺旋液体的电子特性及其多体理论研究，旨在推动量子现象的探索和量子科学的发展。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall
Microwave Photocurrent from the Helical Edge state of InAs/GaInSb Bilayers
我们测量微波光电流的设备由InAs/GaInSb双层绝缘体状态和导电边缘状态中观察到的倒带制度，与量子自旋霍尔（QSH）绝缘体的理论预测一致。理论上提出微波光电流可以作为研究QSH边缘态性质的独特探针。为了区分体相态和螺旋边相态之间可能的光响应，我们从同一片晶片上制备了霍尔棒和科尔比诺盘。结果表明，Corbino盘样品在体隙中具有可忽略的光电流，而霍尔棒样品观察到清晰的光电流信号。这一发现表明，光电流可能携带有关的边缘状态的电子特性的信息。
2018-06-09 cond-mat.mes-hall
Supercurrent mediated by helical edge modes in bilayer graphene
本研究将二硒化钨封装的双层石墨烯螺旋边缘态与超导体耦合，发现零位移场下体带隙反转导致临界电流抑制及夫琅禾费干涉奇偶效应，从理论和实验上证明了超导与零场拓扑态的耦合。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall
Robust Helical Edge Transport in Quantum Spin Hall Quantum Wells
我们发现，在基于量子自旋霍尔系统的狄拉克点的掩埋可以产生意想不到的鲁棒性的边缘状态的磁场。详细的${\bf k\cdot p}$能带结构分析表明，InAs/GaSb和HgTe/CdTe量子阱表现出这样的埋狄拉克点。通过模拟运输中的一个有效的模型内描述的无序系统，我们进一步证明，埋狄拉克点产生近量子化的边缘传导到大磁场，与最近的实验一致。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Phase diagram of two interacting helical states
我们考虑两个耦合的时间反演不变的螺旋边缘模式相同的螺旋度，如会发生在两个堆叠的量子自旋霍尔绝缘体。在存在相互作用的情况下，低能物理由两个集体模式描述，一个对应于围绕边缘流动的总电流，另一个描述两个边缘之间的相对波动。我们发现，相当普遍的，相对模式变得有间隙在低温下，但只有当隧道之间的两个螺旋模式是非零的。根据不同相互作用的相对大小，有两种不同的可能性。如果边缘内的相互作用比边缘间的相互作用强，则该状态被表征为自旋-自旋相位。然而，在相反的限制下，当螺旋边缘模式之间的相互作用比每个模式内的相互作用强时，形成具有涌现拓扑性质的自旋密度波。首先，间隙保护导电相免受弱磁性杂质的局部化;其次，受保护的相在边缘的端部上托管局部化的零模式，其可以由足够强的非磁性杂质产生。
2016-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Helical edge transport in the presence of a magnetic impurity: the role of local anisotropy
二维拓扑绝缘体的螺旋边缘模被认为是不受时反不变弹性后向散射影响的。然而，通常在实验中观察到与理想电导的实质性偏差，直到非常低的温度。为了解决这个难题，我们考虑了一个单一的磁性杂质与任意自旋的螺旋边缘输运的效果。我们考虑杂质和边缘电子之间的交换相互作用的最一般的结构。此外，我们首次考虑了杂质的局部各向异性，并表明它在很宽的电压和温度范围内强烈影响背散射电流。我们发现，存在的局部各向异性的背散射电流的灵敏度是不同的半整数和整数值的杂质自旋。在后一种情况下，各向异性可以显著增加对电流的后向散射校正。
2019-02-08 cond-mat.mes-hall
Helical edge states and topological phase transitions in phononic systems using bi-layered lattices
我们提出了一个在声子系统中实现螺旋边缘态的框架，该框架使用两个具有层间耦合的完全相同的晶格。提出了一种方法，系统地将具有边缘态的量子力学晶格转换为声子晶格，从而发展了一族具有边缘态的晶格。参数空间与拓扑相边界附近的变换系统的说明，以证明机械缺陷的鲁棒性。一个潜在的实现方面的基本机械积木的六边形和Lieb晶格。网格由被动元件组成，构建块是一组圆盘和线性弹簧。此外，通过改变弹簧刚度，拓扑相变观察，说明我们的晶格的可调性的潜力。
2016-02-07 cond-mat.mes-hall
