Topological excitation in the Fractional Quantum Hall system
在Ginzburg-Landau理论框架下研究了涡旋和Skyrmions两种拓扑激发。我们得到了分数量子霍尔系统的拓扑激发与序参量之间的严格关系。我们还讨论了分数量子霍尔系统中涡旋的演化。
2001-11-01 cond-mat.mes-hall
Quantized heat flow in graphene quantum Hall phases: Probing the topological order
本文回顾了利用石墨烯范德瓦尔斯异质结构中的量子化热流探测整数和分数量子霍尔态拓扑序的研究进展。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall
Hall and spin Hall viscosity ratio in 2d topological insulators
研究了拓扑绝缘体模型对度规扰动的响应。在本文中，我们引入了一个新的量，霍尔粘度粒子密度比，这是类似于由AdS/CFT对应建议的粘度熵比。这个量对应于表征量子霍尔态的填充分数，因此它可以在Halfman的零场量子霍尔系统中讨论。我们还考虑了与自旋流有关的时反不变量子自旋霍尔系统中的无耗散粘性。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effects in magnetic weak topological insulator films
本文系统研究弱拓扑绝缘体薄膜中的铁磁、反铁磁和交变磁效应，揭示其可在无外磁场下产生多种反常霍尔效应，为探索弱拓扑绝缘体磁效应提供新见解。
2024-09-04 cond-mat.mes-hall
Topological Description of (Spin) Hall Conductances on Brillouin Zone Lattices : Quantum Phase Transitions and Topological Changes
人们普遍认为拓扑量可以用来描述低维量子液体。（自旋）霍尔电导是典型的例子。它们由陈数表示，陈数是由基态的Berry连接给出的拓扑不变量。我们提出了一个拓扑描述的（自旋）霍尔电导的离散布里渊区。同时，它在混凝土模型的实际数值计算中也是相当有效的。我们证明了它的有效性在一个模型与量子相变。在本晶格公式中还描述了补充过渡的拓扑变化。
2005-07-20 cond-mat.mes-hall
Topological Hall Effect in Magnetic Topological Insulator Films
几何Berry相可以通过自旋-轨道耦合引起，从而引起铁磁材料中的反常霍尔效应，或者通过手性自旋织构，例如skyrmions，导致拓扑霍尔效应。最近的实验表明，这两种现象可以发生在拓扑绝缘体薄膜与磁性掺杂，从而为我们提供了一个有趣的平台，研究这两种现象之间的相互作用。本文采用Landauer-Buttiker公式和迭代格林函数方法，在一个能正确描述磁性拓扑绝缘体薄膜量子阱态的四带模型中，数值研究了反常霍尔效应和拓扑霍尔效应.我们的数值计算结果表明，自旋-轨道耦合在该模型中扮演不同的角色，在清洁和无序的限制量子输运。在清洁极限下，自旋轨道耦合主要影响纵向输运，而对拓扑霍尔电导影响不大。通过在四带模型下对Skyrmion散射截面的解析计算，进一步研究了这种行为。在无序极限下，纵向输运由无序散射决定，自旋轨道耦合对拓扑霍尔电导有很大影响。这种鲜明的对比揭示了磁拓扑绝缘体系统中拓扑霍尔效应中自旋轨道耦合和无序效应之间的戏剧性相互作用。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Hall conductivity as a topological invariant
本工作的目的是从对称性和拓扑学的角度研究量子霍尔效应。本文考虑了在平面电场和垂直磁场作用下电子在二维晶格中运动的模型。我们称之为二维电磁布洛赫问题（EMB）。分析了线性响应近似下的霍尔电导率公式。
2004-09-22 cond-mat.mes-hall
Nonlinear anomalous Hall effects probe topological phase-transitions in twisted double bilayer graphene
非线性反常霍尔效应是指在纵向电场或温度梯度作用下，由Berry曲率偶极子感应的二阶霍尔电压或温度差。这些是时间反演对称系统中突出的霍尔响应。在这里，我们研究了扭曲双层石墨烯莫尔系统中的二阶非线性异常霍尔效应家族，即电、热电和热非线性霍尔效应。我们证明了非线性反常霍尔信号可以用来探测由垂直电场引起的莫尔系统中的拓扑相变。具体来说，我们表明，整个家庭的非线性异常霍尔响应进行了跨拓扑相变的符号反转。
2022-05-30 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
Topological Edge States and Fractional Quantum Hall Effect from Umklapp Scattering
研究了磁场作用下各向异性晶格带的量子霍尔效应。在特定的磁场下，引起共振Umklapp散射，该系统在体中是带隙的，并且支持与拓扑绝缘体非常相似的手性边缘态。对于整数和分数量子霍尔效应，这些间隙导致霍尔电导率恰好在已知填充n/m（正整数和奇数m）处的平台。对于双带，我们发现拓扑相变的相位，支持带隙边缘状态与平坦的色散。在光晶格中，可以直接检验所预言的拓扑效应。
2013-03-25 cond-mat.mes-hall
Time-reversal breaking topological phase without Hall electric current in a two-dimensional Dirac semimetal protected by nonsymmorphic symmetry
本文研究了非对称的二维Dirac半金属中由时间反演破缺场导出的拓扑相。当非对称对称性即使在场的存在下保持，二维电子态变成两个不同的拓扑相位与绝缘间隙。一个阶段是众所周知的量子霍尔态的手征边缘模式伴随着霍尔电流，但另一个是一个非常规的拓扑相位与螺旋边缘模式的时间反演对称性的情况下。
2017-08-19 cond-mat.mes-hall
Unconventional topological Hall effect in high-topological-number skyrmion crystals
拓扑数$Q$等于大于1的整数的Skyrmions称为高拓扑数Skyrmions或高- $Q$ Skyrmions。本文从理论上研究了含有$Q=3$和$Q=2$的正方晶格高$Q$斯基米子晶体（SkX）的拓扑霍尔效应。当费米能级位于相邻单带或多带间的间隙内时，由于出射磁场的作用，类朗道能级的电子能带结构产生量子化的霍尔电导.我们发现，与传统的（$Q=1$）SkX不同，当费米能级越过各个能带时，Hall量子化数平均增加了$1/Q$.我们将这一结果归因于Berry相${\cal{C}}$是在动量空间中测量的，而单个Skyrmion $Q$的拓扑数是在实空间中测量的.由于$Q=1=1/Q$的存在，这种互逆性不影响传统的SkX。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall
Topological quantization of the spin Hall effect in two-dimensional paramagnetic semiconductors
我们提出了二维顺磁半导体模型，其中固有的自旋霍尔效应是完全量子化的拓扑电荷的整数单位。该模型描述了一个拓扑绝缘体的体积，和一个“全息金属”的边缘，其中扩展的边缘状态的数量跨越费米能级是由（正好等于）的体积拓扑电荷。我们还证明了自旋霍尔效应明确的绝热磁通插入所造成的自旋积累。
2006-08-31 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
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
A nontrivial crossover in topological Hall effect regimes
提出了一种新的具有手征磁化涡旋系统（如磁skyrmions）的拓扑霍尔效应理论。对于任意交换作用强度和Skyrmion尺寸，我们精确地解决了电子在磁性Skyrmion上的散射问题。我们报告存在不同的制度的THE和解决绝热Berry相位理论方法和微扰理论THE之间的明显矛盾。我们追踪了交换相互作用强度或Skyrmion尺寸的变化如何使拓扑电荷霍尔效应转变为自旋霍尔效应。这种转变有一个不平凡的字符：它是伴随着电荷和自旋霍尔电流的振荡行为。THE的这一标志允许区分实验中手性驱动对霍尔响应的贡献。
2017-07-09 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
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
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
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
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
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
Vortex Lattice Structure and Topological Superconductivity in the Quantum Hall Regime
当一个量子反常霍尔系统与一个s波超导体邻近耦合并且磁化方向反转时，手征拓扑超导体有望以中间态的形式出现。在本文中，我们解决的边缘状态的普通量子霍尔系统接近耦合到s波超导体，明确说明朗道量子化的性质。我们发现，拓扑超导相的外观与奇数的马约拉纳边缘模式是依赖于系统的涡旋晶格的结构。更确切地说，每个晶胞包含奇数个超导通量量子的涡旋晶格总是支持偶数个手性边缘通道，因此与正常的量子霍尔绝缘体电连接。我们讨论了在邻近耦合量子霍尔系统中通过操纵涡旋晶格结构来实现手征拓扑超导性的策略。
2020-01-09 cond-mat.mes-hall
Topological Excitations in Double-Layer Quantum Hall systems
具有自发破缺对称性的双层量子霍尔系统由于层间强相干性而表现出一种新颖的多体量子霍尔效应。当层间距接近临界值时，量子涨落会破坏层间相干性，量子霍尔效应消失。在Hartree-Fock-RPA理论框架内，我们计算了由于量子涨落引起的重整化同位旋刚度$ρ_s$.由此得到的拓扑激发的活化能与最近的实验结果定性一致。
1997-04-03 cond-mat.mes-hall
Spin Imbalanced anomalous Hall effect and Magnus Hall effect of Bilayer Silicene
硅烯被认为具有多个拓扑相，这取决于环境参数，如门控电压和邻近感应交换场。两种典型的拓扑相是量子自旋霍尔相和量子反常霍尔相。我们发现，在反铁磁交换场和（或）门控电压的存在下，双层硅烯具有两个自旋的Chern数的符号和大小都不同的拓扑相，即两个自旋的反常霍尔效应不平衡.拓扑相位是通过三重带反转产生的，该三重带反转通过$\pm3$改变上带和下带的陈数。相位宿主大反常自旋霍尔响应。同时，由于双层硅烯在三带反转区附近存在较大的三角翘曲，因此Magnus霍尔效应较大。这一发现丰富了双层硅烯作为自旋电子器件候选材料的拓扑体系。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Giant topological magnetoelectric and optical Hall effects for topological insulator as a defect in photonic crystal
研究了由两个一维光子晶体夹持拓扑绝缘体平板作为缺陷的系统。提出了一种巨拓扑磁电效应，其特征是在光子带隙中出现两个半单位透射的共振峰和丰富的极化行为。我们还预测了一个巨大的光学霍尔效应在我们的系统中，其中传输光的横向位移可能是波长的千倍。这些效应纯粹来自于拓扑绝缘体界面处的$Θ$畴壁，并且可以容易地观察到。这些效应也可用于基本物理常数的灵敏检测。
2011-01-25 cond-mat.mes-hall
Many-body generalization of the Z2 topological invariant for the quantum spin Hall effect
我们提出了量子自旋霍尔绝缘体的Z2拓扑不变量的多体推广，它不依赖于单粒子能带结构。不变量是作为一个拓扑障碍，区分拓扑不同的多体基态的环面。它也可以表示为SU（2）Berry规范场的Wilson圈，由于时间反演对称性，它是量子化的。
2008-05-02 cond-mat.mes-hall
Hall Effect Induced by Topologically Trivial Target Skyrmions
通过非共面磁织构的电子获得一个Berry相，它可以被描述为一个有效的磁场。这种效应被称为拓扑霍尔效应，并已在拓扑自旋织构中观察到。最近的实验实现的动机，在这里，我们研究的霍尔效应在一个非拓扑磁纹理称为目标skyrmion。我们从一个简化的半经典图像，并表明霍尔信号是一个非单调函数的电子能量和目标skyrmion半径。这一观察结果延续到介观环境中的朗道-比蒂克形式主义中的完全量子力学处理。我们的结论挑战了社会上流行的观点，即这种结构中的霍尔效应必然需要非零的Skyrmion数。
2022-10-20 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
The Nature of Topological Protection in Spin and Valley Hall Insulators
最近对量子自旋霍尔和量子谷霍尔效应的光学类似物的兴趣是由在适合于工业应用的简单平台上在电信和光学波长处建立拓扑保护的光子边缘模式的承诺驱动的。虽然第一次的理论和实验的努力已经取得，这些方法到目前为止都缺乏严格的理解的拓扑保护的性质和反向散射免疫力的限制。在这里，我们使用一个通用的群论方法来填补这一空白，并获得一般的设计原则，纯介电二维拓扑光子系统。该方法全面表征可能的2D六边形设计，并揭示其拓扑性质，潜力和限制。
2019-12-16 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
Generating a topological anomalous Hall effect in a non-magnetic conductor
普通的霍尔效应是由洛伦兹力驱动的，而它的反常对应物发生在铁磁体中。本文证明了在面内磁场B_x作用下，非磁性二维自旋3/2空穴的Berry曲率导致了一种新的线性霍尔效应.没有洛伦兹力，因此没有普通的霍尔效应，而所有的无序贡献消失的领先秩序在B_x。我们称之为反常平面霍尔效应（APHE）的这种固有现象提供了在p型半导体中可直接访问的拓扑输运的非量化足迹。
2020-11-18 cond-mat.mes-hall
The topological system with a twisting edge band: position-dependent Hall resistance
研究了具有一个扭曲边态带和一个正常边态带的$ν=1$拓扑系统。对于扭曲边态带，费米能量通过带三次，因此，在样品的一侧有三个边态;而正常边带在样品的另一侧只贡献一个边态。在这样的系统中，我们表明，它包括拓扑保护和不受保护的边缘状态，因此，它的霍尔电阻取决于霍尔测量的位置，即使是一个非线性不变的系统。这种独特的性质在正常的拓扑绝缘体中是不存在的。
2012-04-11 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
Persistent nonlinear Hall effect driven by parallel field across a topological phase transition and intraband sign-reversing integer quantum Hall effect
Jamia Millia Islamia（贾米娅米利亚伊斯兰大学）
本研究在二维Rashba节线系统中发现，平行磁场可诱导非线性霍尔效应，并通过调节该场实现拓扑相变，非线性霍尔响应的符号变化特征可作为探测该相变的有效探针。
2026-09-15 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
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
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 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
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
Revealing topological Dirac fermions at the surface of strained HgTe thin films via Quantum Hall transport spectroscopy
我们证明了应变碲化汞薄膜中电子通过拓扑狄拉克表面态输运的证据。在高垂直磁场下，我们发现电子输运达到量子霍尔制度与消失的电阻。此外，量子霍尔输运光谱揭示了耦合狄拉克表面态的相对论朗道能级的能量分裂。这项研究为拓扑绝缘体（TI）板的量子霍尔效应、二维和三维TI之间的交叉机制以及薄TI膜与探索自旋电子学和量子电路功能的相关性提供了新的见解纳米电子学。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall
Quantum Hall effect induced by chiral Landau levels in topological semimetal films
受近期输运实验的启发，我们从理论上研究了拓扑半金属薄膜中的量子霍尔效应。由于限制效应，源于手性朗道能级的体子带建立了具有量子化霍尔电导的能隙，并且可以在相对厚的膜中观察到。我们发现，量子霍尔态是强烈的各向异性的不同的限制方向，不仅由于表面态的存在，但也因为体手征朗道能级。因此，我们从外尔半金属的表面费米弧和手征模重新研究了量子霍尔效应，并给出了一个更一般的观点。此外，我们还发现当拓扑Dirac半金属被限制在其旋转对称轴上时，它同时具有量子Hall态和量子自旋Hall态，其中螺旋边态受到自旋- $z$分量守恒的保护.
2021-05-13 cond-mat.mes-hall
Topological entropy of realistic quantum Hall wave functions
利用直接对角化方法研究了实际量子Hall系统不可压缩态的纠缠熵。在填充因子为1/3，1/5和5/2时，提取了面积定律的次优势项--拓扑纠缠熵，它被认为携带了关于基态中拓扑序的信息. 1/3和1/5的结果与Laughlin波函数的拓扑纠缠熵一致。5/2态的拓扑纠缠熵与Moore-Read波函数一致。
2008-03-03 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
Quantized topological magnetoelectric effect of the zero-plateau quantum anomalous Hall state
三维拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应是一种新颖的现象，即电场在三维拓扑绝缘体中感应出方向相同的磁场，其普适比例系数以$e^2/2h$为单位进行量子化。本文提出在磁性拓扑绝缘体或铁磁-拓扑绝缘体异质结构的零平台量子反常霍尔态中可以实现拓扑磁电效应。数值研究了有限尺寸效应，发现随着拓扑绝缘体薄膜厚度的增加，磁电系数趋于量子化。我们进一步提出了一个设备设置，以消除非拓扑的贡献，从侧面。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Interaction between counter-propagating quantum Hall edge channels in the 3D topological insulator BiSbTeSe$_2$
研究了拓扑绝缘体BiSbTeSe $_2$的量子霍尔效应。通过在高磁场下施加顶栅和背栅电场，可以独立地调节狄拉克锥在顶和底拓扑表面态下的朗道能级。当一个表面被调谐到狄拉克锥的电子掺杂侧而另一个表面被调谐到空穴掺杂侧时，量子霍尔边缘通道是反向传播的。相反的边缘模式方向与顶表面和底表面的相反螺旋度相结合，允许这些反向传播的边缘模式之间的散射。只有当散射很强时，总霍尔电导才是整数值。对于较弱的相互作用，非整数量子霍尔效应的预期和测量。
2017-07-21 cond-mat.mes-hall
Coherent backscattering in the topological Hall effect
本文研究了拓扑霍尔效应的量子修正，发现自旋结构引起的非均匀磁化会在动力学方程中产生额外散射项，导致拓扑霍尔电阻率的量子修正，并在稀磁半导体中实验可观测。
2022-12-20 cond-mat.mes-hall
Extrinsic anomalous Hall conductivity of a topologically nontrivial conduction band
量子反常霍尔效应是实现无耗散输运器件的关键一步，其特征在于具有强自旋-轨道耦合的铁磁绝缘体中的整数量子化霍尔电导。本文研究了当费米能级与量子反常霍尔系统的拓扑非平凡导带相交时，由于杂质散射引起的反常霍尔效应，即非本征反常霍尔效应.两个主要的外在贡献，侧跳和斜散射霍尔电导率，计算使用的图形技术，其中同时考虑到的电磁散射和磁散射。侧跳霍尔电导率在非平凡相的临界片载流子密度处改变其符号，而平凡相的侧跳霍尔电导率保持符号不变。用实际参数估计的临界片状载流子密度在实验可达到的范围内。结果表明，在良金属区可以发现量子反常霍尔系统。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
Models for $d$ Wave Topological Superconductors and Quantum Anomalous Hall Effect with Arbitrary Large Chern Numbers
本文建立了二维手征$d_{x^2-y^2}\pm id_{xy}$拓扑超导体和三维$d$波拓扑超导体的理论模型。此外，我们建立模型的任何二维C类和三维CI类拓扑超导体（任何偶拓扑不变量）。我们还构造了可以实现任意大陈数量子反常霍尔效应的具体模型。我们详细研究了我们的二维或三维模型的手征边缘模或无带隙表面态。在所有的情况下，我们发现新的机制，使边界状态的数量总是同意非平凡的散装拓扑结构，正如所要求的散装边界对应。
2016-03-23 cond-mat.mes-hall
Emerging nonlinear Hall effect in Kane-Mele two-dimensional topological insulators
近年来，在二维过渡金属二硫族化物和Weyl半金属中，由于面内磁场的作用，在时间反转对称保护系统和三维拓扑绝缘体表面上观察到的非线性霍尔效应引起了大量的实验和理论研究。这种类型的二阶效应的起源已被归因于Berry曲率偶极子的出现，这需要一个低对称性的环境。在这里，我们提出了一种机制，产生这样的二阶非线性霍尔效应在凯恩-梅勒二维拓扑绝缘体由于空间和时间反转对称性破缺的存在下的塞曼和Rashba耦合。通过主动调整与外部电磁场的能隙，我们还表明，非线性霍尔效应显示出显着的签名的拓扑相变存在于所考虑的二维系统。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall response of topological insulators
由于具有面外磁化的3D拓扑绝缘体的表面导带引起的异常霍尔效应是由电导率量子级的本征拓扑项主导的\textit{always}。我们确定的贡献，由于能带结构，斜散射，侧跳和磁性杂质在同一个立足点上，证明了拓扑项，重整化由于无序，pummins所有其他条款，提供一个明确无误的签名的$Z_2$拓扑顺序。反常的是，斜散射有助于玻恩近似以及在第三阶的散射势，而除了侧跳散射项，我们确定了一个新的内在侧跳长期类似的幅度。然而，这些永远不会压倒拓扑的贡献。
2011-06-29 cond-mat.mes-hall
Emergent quantum Hall effects below $50$ mT in a two-dimensional topological insulator
碲化汞量子阱中量子自旋霍尔效应的实现导致了拓扑材料的发展，这些材料与磁性和超导性相结合，被预测为手性马约拉纳费米子的宿主。然而，在常规的量子反常霍尔系统中，大的磁化强度（$\sim$几特斯拉）使得诱导超导性具有挑战性。在这里，我们报告了两种不同的紧急量子霍尔效应在碲化汞量子阱稀合金锰。首先，在$\sim 50$ mT的极低磁场下，从量子自旋霍尔态中产生了一种新的量子霍尔态。其次，调整对散装$p$制度，我们解决了多个量子霍尔平台场低至$20 - 30$ mT，其中运输是由范霍夫奇异性的价带。这些涌现的量子霍尔现象严重依赖于碲化汞的拓扑能带结构，并且它们在非常低的电场下发生，使它们成为与超导体接口以实现手性马约拉纳费米子的理想候选者。
2020-03-31 cond-mat.mes-hall
Giant topological Hall effect in strained Fe$_{0.7}$Co$_{0.3}$Si epilayers
电子自旋与实空间磁织构的耦合导致了各种有趣的磁输运效应。在手性B20晶格磁体中经常发现的skyrmionic自旋织构通过实空间Berry相引起拓扑霍尔效应，但它通常相当小。在这里，B20有序的Fe $_{0.7}$ Co $_{0.3}$ Si外延层显示出巨大的拓扑霍尔效应由于三个有利的属性的组合：它们具有高的自旋极化，一个大的普通霍尔系数，和致密的手性自旋纹理。拓扑霍尔电阻率在氦气温度下高达820 n $Ω$ cm。此外，我们观察到的100 N $Ω$厘米的纵向电阻率下降，在低温下在相同的字段范围内，这表明它也是拓扑起源。在商业硅片上以薄膜形式生长的材料中可以发现这种强烈的效应，这对基于skyrmion的自旋电子学来说是个好兆头。
2013-12-05 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
