Experimental demonstration of the topological surface states protected by the time-reversal symmetry
报道了利用低温扫描隧道显微镜对拓扑绝缘体Bi $_2$ Te $_3$非平凡表面态驻波的直接成像。干涉条纹是由Ag杂质和Bi $_2$ Te $_3$（111）表面台阶边缘的拓扑态散射引起的。通过研究电压依赖的驻波图，我们确定了能量色散$E(k)$，证实了拓扑态的狄拉克锥结构。我们进一步表明，非常不同于传统的表面状态，反向散射的拓扑状态的杂质被完全抑制。没有背散射是时间反演对称性的一个壮观的表现，它提供了表面态拓扑性质的直接证明。
2009-10-10 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
Mode specific backscattering in a quantum point contact
我们展示了一种扫描栅栅测量技术，包括在测量的量子点接触（QPC）的电导作为在每个尖端位置的栅极电压的函数。与传统的扫描门实验不同，它允许调查QPC电导高原受尖端在这些位置。我们补偿电容耦合的尖端的QPC和发现，干涉条纹与畸变QPC平台共存。我们在空间上解决每个平台的模式结构。
2015-11-25 cond-mat.mes-hall
Green function Retrieval and Time-reversal in a Disordered World
我们应用多波散射理论的两个当代的，相关的主题：成像与扩散相关性和扩散波的时间反演的稳定性，使用均分，相干后向散射和频率散斑的基本概念。
2003-09-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Mesoscopic fluctuations of conductance of a helical edge contaminated by magnetic impurities
时间反演对称性（TRS）禁止沿螺旋边缘移动的电子的弹性背散射。然而，我们证明，一个合奏的磁性杂质可能会导致TRS保持准弹性背散射，导致在电导的干扰效应。由于局域自旋的RKKY相互作用，在反向散射事件中转移的特征能量被抑制（抑制在磁性杂质的总数中是指数的）。我们预测的统计电导波动不同于那些在常规情况下的一维系统与淬火无序。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall
Quantum confinement, energy spectra and backscattering of Dirac fermions in quantum wire in magnetic field
本文研究了圆柱形量子线中大质量狄拉克费米子的能谱和后向散射问题。狄拉克费米子由3D狄拉克方程描述，并在导线的表面处补充有时间反演不变的边界条件。即使在零磁场中，光谱量子限制态和表面态也基本上依赖于边界参数a0。在a0 > 0（a0 < 0）的线表面，表面态在体带隙内（外）形成一维块状子带。纵向磁场改变能谱。在粗导线和弱磁场的限制下，当半整数个磁通量量子通过导线截面时，一维无质量表面子带出现。我们揭示的条件时，由非磁性杂质的表面狄拉克费米子的背散射被抑制。此外，我们还计算了无质量表面狄拉克费米子在磁场中碰撞和弹道机制下的电导。
2013-09-10 cond-mat.mes-hall
Evidence for broken Galilean invariance at the quantum spin Hall edge
我们研究了量子自旋霍尔（QSH）绝缘体的螺旋边缘通道的输运性质，在存在电子-电子相互作用和弱的，局部Rashba自旋轨道耦合。两者的组合允许非弹性后向散射，不打破时间反演对称性（TRS），导致相互作用相关的幂律校正的电导。在这里，我们使用一个非平衡Keldysh形式主义来描述的情况下，一个长的，一维的边缘通道耦合到外部水库，其中所施加的偏压是领先的能量尺度。通过明确计算的修正电导高达四阶的杂质强度，我们分析相关的单粒子和两个粒子的背散射过程在微观水平上。有趣的是，我们表明，建模的铅一起打破伽利略不变性的输运性质具有重要的后果。这种破缺的发生是因为体光谱的伽利略不变性转变为边缘光谱的突现洛伦兹不变性。与此打破伽利略不变性在QSH边缘，我们发现一个贡献单粒子背散射与一个非常低的功率标度，而在伽利略不变性的存在下，领先的贡献将是由于相关的两个粒子的背散射。这种差异进一步反映在散粒噪声的Fano因子的不同值中，Fano因子是实验上可观察到的量。所描述的行为是特定的Rashba散射体，并没有发生在反向散射的情况下，时间反演打破，磁性杂质。
2016-01-13 cond-mat.mes-hall
Temperature dependent reversal of voltage modulated light emission and negative capacitance in AlGaInP based multi quantum well light emitting devices
我们报道了AlGaInP基多量子阱电致发光二极管在温度变化下的负电容反转和电压调制发光。与随温度降低而单调增加的CW光发射不同，调制电致发光和负电容首先增加到最大值，然后在从室温冷却时减小。这种电子和光学性质的相互依赖性被理解为在温度变化期间参与辐射复合的缺陷与从量子阱区域的场辅助载流子逃逸之间的竞争。最大光发射的温度必须与器件的工作温度一致，以获得更好的效率。
2012-08-09 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance of edge states of a two-dimensional topological insulator
发展了二维拓扑绝缘体边缘态的磁电阻理论。磁场违反了时间反演不变性。磁阻的产生是由于平行于样品表面的磁场打开的能隙。杂质和磁场的联合作用引起边缘电子的背散射。虽然杂质是散射所必需的，但是与杂质的足够强的相互作用强相互作用导致反向散射的抑制。
2021-01-06 cond-mat.mes-hall
Quantum emulation of coherent backscattering in a system of superconducting qubits
在凝聚态系统中，时间反演对称性存在下的相干背散射和量子干涉导致了众所周知的现象，如弱局域化（WL）和普适电导涨落（UCF）。在这里，我们使用多通Landau-Zener跃迁避免交叉的高相干超导量子比特来模拟这些现象。当驱动波形是时间反演对称时，量子比特跃迁速率的平均值和标准偏差分别表现出谷和峰，类似于WL和UCF。这个量子位的更高相干性使得这两种效应都能够实现，与早期的工作arXiv：1204.6428形成对比，后者成功地模拟了UCF，但没有观察到WL。这个演示说明了使用非绝热控制来实现超导量子比特的量子仿真。
2020-06-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Backscattering off a driven Rashba impurity at the helical edge
自旋自由度对于理解和利用二维拓扑绝缘体边缘的特殊性质至关重要。在没有超导性和磁性的情况下，Rashba耦合是这个系统中最相关的单粒子微扰。由于Rashba耦合不会破坏时间反演对称性，因此它对输运性质的影响只有在包含不守恒单粒子能量的过程时才可见。这种过程的范例是电子-电子相互作用和时间依赖的外部驱动。我们分析了在螺旋边缘的周期性驱动的Rashba杂质的影响，在电子-电子相互作用的存在下。通过玻色化处理的相互作用和后向散射电流计算微扰高达二阶的杂质强度。我们表明，后向散射电流是非单调的驱动频率。这种性质是Rashba杂质的指纹，在螺旋液体中的磁性杂质的情况下不存在。此外，非单调的行为，使我们能够直接链接的后向散射电流的Luttinger参数$K$，编码的电子-电子相互作用的强度。
2020-05-28 cond-mat.mes-hall
Emulating coherent backscattering in multipath tunnel systems on a near-term Quantum computer
超导量子比特在模拟相干后向散射或弱局域化（WL）和隧穿现象方面已经表现出了潜力，然而，在真实的多路径系统中，它们还没有得到验证。在这里，我们展示了如何通过在封闭路径（失谐盒）中构建多个散射中心和具有大电子返回概率（Pr）的隧道势垒来模拟双路径系统。隧道势垒的这种布置的结合可以增加额外的几何相位，并且分别在环和管中展示Aharonov-Bohm型振荡（phi）0和（phi/2）0。在双路径电路中的层间和层内隧穿的组合产生相位反转和随后的具有长相干时间的弱反定域（WAL）效应。最后，Pr的角度依赖性牢固地建立了双路径电路的稳定性，这也与由于路径间谐振而引起的相位反转相关联。
2020-09-01 cond-mat.dis-nn 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
Can backscattering off an impurity enhance the current?
众所周知，虽然前向散射对一维系统的电导没有影响，但静态杂质的后向散射会抑制电流。研究了含时点杂质对单沟道量子线电导的影响。在强排斥相互作用下（卢廷格液体参数g<1/2），反向散射使电导大于不存在杂质时的电导值e^2/h。我们的模型的一个可能的实验实现是一个收缩的霍尔杆在分数填充因子ν=1/（2n+1）与时间相关的电压在收缩。
2001-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Imaging backscattering through impurity-induced antidots in quantum Hall constrictions
我们利用偏置的扫描门显微镜（SGM）的尖端诱导反向传播的边缘通道之间的量子霍尔制度的宽收缩的控制背散射。我们比较我们详细的电导图与数值渗流模型，并表明，在这些设备中观察到的电导波动作为栅极电压的函数起源于背散射事件介导的本地化状态钉扎的潜在波动。我们的成像技术使我们能够确定这些背散射过程的激活的必要条件，也重建的收缩约束电位分布和潜在的障碍。
2012-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermoelectric performance of a minimally nonlinear voltage probe and voltage-temperature probe heat engine with broken time-reversal symmetry
本文研究了破缺时间反演对称性下含非线性耗散的最小不可逆热机，推导出可超越Curzon-Ahlborn极限的最大功率效率界限，并比较了电压探针与电压-温度探针构型在功率和效率上的不同表现。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall
Voltage controlled core reversal of fixed magnetic skyrmions without a magnetic field
使用微磁学模拟，我们证明了核心反转的一个固定的磁skyrmion调制的垂直磁各向异性的纳米磁体与电场。通过垂直磁各向异性的顺序增加和减少，我们可以在两个Skyrmion态和两个铁磁态之间可逆地切换，即具有指向下/上的核心磁化和指向上/下的外围磁化的Skyrmion态和具有指向上/下的磁化的铁磁态。这些状态之间的切换被解释为对应于这些稳定状态中的每一个的自旋织构最小化磁各向异性、退磁、Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction）和交换能的总和的事实。这可能导致在不使用磁场并且不使用电流移动skyrmions的情况下利用固定skyrmions实现的节能纳米磁性存储器和逻辑器件的可能性。
2016-03-02 cond-mat.mes-hall
Size dependence of spin-torque switching in perpendicular magnetic tunnel junctions
我们模拟了零温下具有垂直各向异性的薄圆盘中自旋矩引起的磁化反转。直径通常小于20 nm的纳米粒子表现出相干反转。在较大的磁盘中包含畴壁。我们推导出这种转变的临界直径。通过对临界电压的适当定义，宏观自旋模型可以很好地解释相干反转时的反转动力学。无论开关路径如何，相同的临界电压似乎与微磁性开关电压相匹配。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall
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
Current-induced gap opening in interacting topological insulator surfaces
二维拓扑绝缘体（TI）的主机无带隙螺旋边缘的国家，预计将支持一个量化的两端电导。量子化受到时间反演对称性的保护，它禁止弹性背散射。奇怪的是，载流状态本身打破了保护它的时间反转对称性，在这里，我们表明，在螺旋边缘状态的电子-电子相互作用和动量相关的自旋极化的组合产生的反馈，通过它所施加的电流打开边缘状态色散的间隙，从而打破了对弹性背散射的保护。电流引起的间隙打开通过对系统的$I-V$特性的非线性贡献来表现，该特性持续到零温度。我们讨论了在最近发现的大体积带隙TI的实现前景，和一个类似的电流诱导间隙开放机制的表面状态的三维TI。
2019-12-11 cond-mat.mes-hall
Energy efficient and fast reversal of a fixed skyrmions with spin current assisted by voltage controlled magnetic anisotropy
最近的工作[1，2]表明，具有自旋转移矩（STT）的铁磁反转在存在磁致伸缩的情况下需要比切换相同尺寸和垂直磁各向异性（PMA）的典型铁磁体更多的电流。然而，benefit促进稳定的skyrmion和我们报告说，当垂直各向异性调制（减少）的skyrmion和铁磁体，它需要更小的电流来扭转固定的skyrmion比扭转铁磁体在同一时间，或skyrmion扭转速度比铁磁体在类似的电流水平。我们表明，严格的微磁模拟和能量画像的skyrmion切换进行沿不同的路径在非常低的PMA，这导致在所需的自旋电流或反转所需的时间显着减少。这可以具有存储器应用的潜力，其中标准STT-RAM的相对简单的修改以包括与软磁层相邻的重金属并且具有隧道势垒的适当设计可以导致基于固定skyrmions的反转的能量高效和快速磁存储器器件。
2017-06-19 cond-mat.mes-hall
How backscattering off a point impurity can enhance the current and make the conductance greater than e^2/h per channel
众所周知，虽然前向散射对一维系统的电导没有影响，但静态杂质的后向散射会抑制电流。研究了含时点杂质对单沟道量子线电导的影响。在强排斥相互作用下（卢廷格液体参数g<1/2），反向散射使线性电导大于不存在杂质时的值e^2/h。我们的模型的一个可能的实验实现是一个收缩的量子线或收缩的霍尔杆在分数填充因子nu=1/（2n+1）与时间相关的电压在收缩。
2002-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Detection of spin reversal and nutations through current measurements
嵌入在铁磁接触之间的隧道结中的单个自旋的动力学强烈地受到与隧穿电子的交换耦合的影响。跨结的偏置电压引起的局部自旋反转的力矩示出有一个可测量的隧道电流的影响。此外，谐波偏置电压的频率被局部自旋动力学拾取，并被传递回产生倍频分量的电流。
2008-06-04 cond-mat.mes-hall
Topological fragility and bilinear magnetoelectric resistance in gapless edge states
Université Paris-Saclay, CEA, CNRS, SPEC（巴黎萨克雷大学、法国原子能和替代能源委员会、法国国家科学研究中心、SPEC）；Université Paris-Saclay, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心、固体物理实验室）；The Institute for Functional Intelligent Materials (I-FIM), National University of Singapore（新加坡国立大学功能智能材料研究所）
本文揭示拓扑绝缘体边缘态存在拓扑脆弱性，在弱磁场下通过自旋-动量锁定和随机自旋-轨道耦合产生显著的双线性磁电阻，并定量解释了铋铰链态的实验观测。
2026-05-25 cond-mat.mes-hall
Unrestricted electron bunching at the helical edge
二维时反不变拓扑绝缘体边缘的自旋为$S$的量子磁杂质可能引起后向散射。本文研究了任意$S$的后向散射电流散粒噪声。我们完整的解析解表明，对于$S>\frac{1}{2}$，Fano因子可以任意大，反映了大批量电子的聚束。相比之下，我们严格证明，对于$S=\frac{1}{2}$的Fano因子之间有界的$1$和$2$，推广早期的研究。
2019-08-08 cond-mat.mes-hall
Cavity-induced backscattering in a two-dimensional photonic topological system
通过电子，光子和声子材料中的拓扑状态的鲁棒传输的发现加深了我们对凝聚态中波传播的理解，并展望了工程超材料在通信，传感和控制环境中的关键应用。拓扑保护的传输已被证明在面对弯曲的路径和现场的随机性的结构。在这里，我们测量微波辐射在具有时间反演对称性的拓扑介质中的传播，其中腔体邻近边缘通道。耦合共振模型分析表明，该腔不是自旋守恒缺陷，在传输中产生负的时间延迟。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extinction of coherent backscattering by a disordered photonic crystal with a Dirac spectrum
二维三角晶格的光子晶体在光谱中具有锥形奇异性。接近这个所谓的狄拉克点，麦克斯韦方程组简化为超相对论自旋1/2粒子的狄拉克方程。在这里，我们表明，半整数自旋和相关的Berry相位仍然可以观察到的晶体中存在的无序。标量（自旋零）波的相长干涉产生相干后向散射峰，其由无序平均反射光子通量的加倍组成，而由Berry相位引起的相消干涉以与入射角相关的角度通过时间反演对称性抑制反射强度。我们证明了这种消光相干后向散射麦克斯韦方程组的数值解，并与狄拉克方程的分析预测。
2009-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thermal conductance of zero modes on the surface boundary of a Weyl semimetal
Dirac材料的热电导，特别是零模的热电导揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，而无背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。1狄拉克材料的热电导，特别是零模的热电导，揭示了拓扑结构的影响，边界在z = 0的Weyl半金属产生手征零模，没有背散射，对热导率有显著贡献。通过用顺磁性杂质掺杂表面，允许反向散射，并且通过传输函数|t| ^{2} < 1的减小来控制热导率。我们在样品的边缘附加了一个热库，并研究了热传导和电导率。对于弹道和介观情况，量子涨落引起的热和电介电常数的振荡。热电电导随偏压周期性变化。我们比较了有和没有杂质散射的热导，并观察拓扑结构的影响。提出了一个实验装置来测试这一理论。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Experimental demonstration of the time reversal Aharonov-Casher effect
我们证明了时间反演Aharonov-Casher（AC）效应在小阵列的介观半导体环。通过使用静电门，我们可以控制自旋进动速率，并在几个干涉周期内跟踪交流相位。我们表明，我们控制的进动率在两个不同的栅极电压范围内，在较低的范围内的栅极电压的依赖性是强的和线性的，在较高的范围内的依赖性在几乎一个数量级弱。我们还看到交流干扰的二次谐波，以一半的周期振荡。最后我们将AC相位映射到自旋轨道相互作用参数α上，发现它与Shubnikov-de Haas分析是一致的。
2005-12-13 cond-mat.mes-hall
Experimental demonstration of complete 180 degree reversal of magnetization in isolated Co-nanomagnets on a PMN-PT substrate with voltage generated strain
用电压产生的应力/应变旋转形状各向异性磁致伸缩纳米磁体的磁化比大多数其他磁化旋转方案消耗少得多的能量，但是其在非易失性磁存储器中写入位的应用受到应力/应变基本上不能将磁化旋转完整180度的阻碍。通常，应力/应变可以使形状各向异性的椭圆形纳米磁体的磁化旋转仅高达90度，导致不完全的磁化反转。最近，我们预测，沿着与椭圆形纳米磁体的长轴或短轴不共线的两个不同轴顺序施加单轴应力将使磁化旋转整整180度。在这里，我们在室温下在椭圆形Co纳米磁体（在压电衬底上制造）中演示了这种完整的180度旋转。这两个应力通过顺序地向放置在衬底上的两对短路电极施加电压来产生，使得连接一对中的电极的中心的线以约+30度与纳米磁体的主轴相交，并且连接另一对中的电极的中心的线以约-30度相交。已经进行了有限元分析，以确定当一对或两对电极被激活时纳米磁体下方的应力分布，并且这已经近似地并入磁化动力学的微磁模拟中，以确认所产生的应力可以产生所观察到的磁化旋转。这一结果预示着一种极其节能的非易失性“应变”存储器技术，该技术基于在具有电产生应力的纳米磁体中写入位。
2016-12-31 cond-mat.mes-hall
Tunneling in the Brillouin Zone: Theory of Backscattering in Valley Hall Edge Channels
最近的一系列实验一直在探索玻色子系统中的拓扑输运，例如光子或声子。在绝大多数情况下，时间反演对称性被保留，并且能带结构通过适当的几何结构选择来设计，以在高对称点附近产生拓扑非平凡的带隙。然而，这留下了大准动量后向散射的可能性，破坏了拓扑保护。到目前为止，人们还不清楚这种影响可以被充分抑制的确切条件是什么。在目前的工作中，我们介绍了一个全面的半经典理论的动量空间中的隧道跃迁，描述背散射的最重要的系统类之一，基于谷霍尔效应。我们预测，即使是一个光滑的畴壁有效的散射中心发展的地方确定的壁和能量的斜率。此外，我们的理论提供了一个定量分析的指数抑制的总反射振幅增加畴壁平滑度。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nuclear-spin-induced localization of the edge states in two-dimensional topological insulators
研究了核自旋对二维拓扑绝缘体（2DTI）螺旋边缘态电阻的影响。通过超精细相互作用，核自旋允许电子反向散射，否则被时间反演对称性禁止。我们确定了两个后向散射机制，这取决于核自旋是否有序。它们的温度依赖性是不同的，但都给电阻，这增加了与边长，降低温度，并增加强度的电子-电子相互作用。总的来说，我们发现核自旋通常会在零温度下关闭2DTI边缘的电导。
2017-08-18 cond-mat.mes-hall
Missing Shapiro steps and the $8π$-periodic Josephson effect in interacting helical electron systems
在时间反演不变的相互作用螺旋电子系统中，两粒子的背散射可以导致带电荷$e/2$的准粒子的形成。我们提出了一种方法来检测这种状态的约瑟夫森效应的存在下的邻近诱导超导。在这种情况下，$e/2$电荷的存在导致约瑟夫森电流的$8 π$周期分量，其可以通过测量约瑟夫森结中的夏皮罗台阶来识别。特别是，我们表明，即使有弱显式时间反演对称性破缺，这使得两个粒子的背散射是一个子领先的效果在低能量，它的存在仍然可以检测到驱动，电流偏置夏皮罗步骤测量。其中一些步骤作为驱动频率的函数的消失与非阿贝尔零能态的存在直接相关。我们认为，这种效果可以在目前最先进的Rashba线测量。
2017-05-22 cond-mat.mes-hall
Controlling spin polarization of a quantum dot via a helical edge state
利用广义主方程方法研究了自旋为1/2的塞曼分裂量子点与螺旋Luttinger液体的弱耦合.当量子点和HLL的量子化轴非共线时，HLL在量子点上感应出由施加的偏置电压控制的可调磁化方向。HLL的背散射电导（BSC）是有限的，并显示出共振特性时，偏置电压等于塞曼能量的幅度。所观察到的偏置电压的BSC不对称性直接反映了HLL自旋的量子化轴。
2014-07-11 cond-mat.mes-hall
Towards the understanding of the origin of charge-current-induced spin voltage signals in the topological insulator Bi$_2$Se$_3$
拓扑绝缘体提供了一个新的平台，自旋电子学，由于自旋纹理的表面状态，拓扑鲁棒的弹性背散射。在这里，我们报告的调查所测得的电压从努力电探针自旋动量锁定在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$使用铁磁接触。在反转铁磁接触的磁化时，我们发现测量电压的反转。考虑到磁化相对于电流的方向，对该电压的偏置和温度依赖性进行了广泛的分析。我们的研究结果表明，所测量的电压可以出现由于边缘场引起的霍尔电压，不同于电流引起的表面态载流子的自旋极化，最近报道。理解测量电压的非平凡起源对于实现具有拓扑绝缘体的自旋电子器件是重要的。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Ballistic quantum spin Hall state and enhanced edge backscattering in strong magnetic fields
在零磁场下观察到的碲化汞量子阱中的量子自旋霍尔态（QSH）具有时间反演对称性，与量子霍尔态（QH）不同。我们发现，QSH状态持续在强量子化领域，并确定由反向传播（螺旋）的边缘通道与带隙内的非线性色散。如果费米能级移动到朗道量子化导带或价带，我们发现QSH和QH之间的过渡区。在跃迁附近，由于光谱非线性和增强的后向散射的综合作用，螺旋通道的纵向电导被强烈抑制。它表现出一个幂律衰减1/B^2N，磁场B由边缘的后向散射体的数量N决定。这表明一个相当简单和实用的方法来探测最近实现的准弹道QSH设备的质量使用磁阻测量。
2010-04-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin current and polarization reversal through a single-molecule magnet with ferromagnetic electrodes
本文利用速率方程方法，研究了自旋极化输运在弱耦合单分子磁体中的输运性质。在非线性隧穿机制下，我们考虑了分子磁体和输运电子自旋之间的铁磁和反铁磁交换耦合。对于铁磁交换耦合，自旋电流在平行和反平行组态中分别表现出台阶和盆状行为。一个有趣的发现是，在反平行引线结构的反铁磁交换耦合中，自旋电流的极化反转可以通过改变偏置电压来实现和控制，这可能有助于自旋电子器件的发展，而在铁磁耦合中，偏置电压只影响自旋极化的大小.
2012-02-23 cond-mat.mes-hall
Voltage-tunable Majorana bound states in time-reversal symmetric bilayer quantum spin Hall hybrid systems
我们研究的混合结构的基础上的双层量子自旋霍尔系统在接近的s波超导体作为一个平台，以模仿时间反转对称拓扑超导体。在这种双层设置中，诱导的配对可以是层内或层间类型的，并且那些不同类型的配对电位的域壁具有马约拉纳束缚态的Kramers伙伴（时间反演共轭对）。有趣的是，我们发现，这样的拓扑接口提供马约拉纳束缚态也可以实现在一个空间依赖的层间栅电压，否则均匀的系统。该栅电压导致两层的相对电子密度相应变化，从而抑制了栅电压强的区域中的层间配对。我们确定特定的运输签名（零偏置异常），在五个终端设置，是唯一相关的Kramers对马约拉纳束缚态的存在。
2019-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
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
Comment on "Experimental Demonstration of the Time Reversal Aharonov-Casher Effect"
在最近的一封信中，Bergsten及其合著者研究了半导体环阵列中的电阻随栅极电压和磁场的振荡，并将振荡的磁场依赖性解释为Altshuler-Aronov-Spivak（AAS）振荡，将振荡对栅极电压的依赖性解释为Aharonov-Casher（AC）效应。本文指出，Bergsten等人错误地将原子吸收光谱（AAS）效应视为磁场中电阻振荡的一个来源，在他们的实验条件下，自旋弛豫的强度足以破坏自旋源的振荡效应，振荡是由载流子密度和费米能的变化引起的，与自旋无关。
2007-05-13 cond-mat.mes-hall
Topological protection brought to light by the time-reversal symmetry breaking
最近的拓扑能带理论区分电子带绝缘体的各种对称性和拓扑不变量，最常见的，时间反演对称性和$\rm Z_2$不变量。两个拓扑结构不同的绝缘体的界面拥有一类独特的电子状态-螺旋状态，它缩短了带隙的体积并表现出自旋动量锁定。螺旋电子的神奇和至今难以捉摸的性质，被称为拓扑保护，只要保持基本的对称性，就可以防止它们发生相干反向散射。在这里，我们提出了一个实验，揭示了拓扑保护的强度在一维螺旋边缘状态的$\rm Z_2$量子自旋霍尔绝缘体在碲化汞。在低温下，我们观察到微小磁场的巨大影响，导致电阻呈指数级增加，并伴有巨大的介观波动和间隙打开。这种教科书式的安德森局域化方案只出现在时间反演对称性破缺之后，首次直接证明了螺旋边缘态的拓扑保护强度。
2019-07-12 cond-mat.mes-hall
Spatially-resolved voltage-reversal due to Bernoulli potentials in dissipative Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$
Laboratory for Physical Sciences（物理科学实验室）；Condensed Matter Physics and Materials Science Department, Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室凝聚态物理与材料科学系）
研究发现，在Bi$_2$Sr$_2$CaCu$_2$O$_{8+x}$中，因侵入式电压接触导致的移动涡旋中粒子-空穴对称破缺及边缘相反伯努利势，引起纵向差分电压空间分辨反转。
2026-04-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Shot noise in carbon nanotube based Fabry-Perot interferometers
我们报告了基于碳纳米管的法布里-珀罗电子干涉仪的散粒噪声测量。作为量子干涉的结果，噪声功率谱密度作为施加到栅电极的电压的函数振荡。量子散粒噪声理论定量地解释了这些数据。它允许确认两个近简并轨道的存在。在共振时，纳米管的传输接近统一，并且纳米管变得无噪声，如在量子点接触中所观察到的。在这个弱的后向散射制度中，噪声对后向散射电流的依赖性被发现弱于预期，指向电子-电子相互作用或弱退相干。
2007-03-05 cond-mat.mes-hall
Strain Mediated Voltage Control of Magnetic Anisotropy and Magnetization Reversal in Bismuth Substituted Yttrium Iron Garnet Films and Meso-structures
本文研究了在PMN-PT衬底上通过电压诱导应变调控Bi-YIG薄膜及介观结构的磁各向异性和磁化翻转，实现了易轴90°切换，并展示了其在低能耗存储与神经形态计算中的潜力。
2025-01-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bias Voltage Driven Tunneling Magnetoresistance Polarity Reversal in 2D Stripy Antiferromagnet CrOCl
本研究通过双层与单层 CrOCl 隧道结实验，发现偏置电压可驱动磁电阻由正反转为负，并结合理论将其归因于反铁磁态的额外电偶极子。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Voltage-Controlled Magnetic Reversal in Orbital Chern Insulators
Chern绝缘体铁磁体的特征在于量子化的反常霍尔效应，并且迄今为止已经在磁性掺杂的拓扑绝缘体（MTI）薄膜和双层石墨烯莫尔{é}超晶格中被实验确定。我们将陈省身绝缘体铁磁体分类为自旋或轨道，这取决于轨道磁化是否来自自发自旋极化结合自旋轨道相互作用，如MTI情况下，或直接来自自发轨道电流，如莫尔{é}超晶格情况。我们认为，在一个给定的磁性状态，其特征在于，例如由异常霍尔效应的符号，轨道陈氏绝缘体的磁化强度往往会有相反的符号为弱$n$和弱$p$静电或化学掺杂。该性质使得能够在存在固定磁场的情况下实现磁状态的纯电切换。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effective spin dephasing mechanism in confined two-dimensional topological insulators
量子自旋霍尔效应（QSHE）中的Kramers对螺旋边态对正常退相具有鲁棒性，但对自旋退相不具有鲁棒性。在我们的工作中，我们提供了一个有效的自旋退相机制，在二维（2D）QSHE的水坑，这是模拟的量子点模型的2D质量狄拉克哈密顿。我们证明了自旋退相效应可以起源于Rashba自旋-轨道耦合和电子-声子相互作用的结合，这引起了拓扑绝缘体量子点内边缘态的非弹性背散射，尽管时间反演对称性始终保持不变。最后，我们讨论了量子点中扩展螺旋边态与局域边态之间的隧穿，从而导致扩展边态的背散射。这些结果可以解释在InAs/GaSb QSH系统更强大的边缘输运。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall
Synthetic gauge fields and Weyl point in Time-Reversal Invariant Acoustic Systems
受量子霍尔效应和拓扑绝缘体发现的启发，经典波的拓扑性质开始引起人们的广泛关注。通过外加磁场诱导的时间反演对称性破缺或动态调制，可以实现以非零陈数为特征的拓扑非平凡带。由于不存在类法拉第效应，声学系统中的时间反演对称性的破缺通常是通过运动的背景流体来实现的，因此大大增加了工程的复杂性。在这里，我们表明，我们可以实现有效的反演对称性破缺和有效的规范场在一个约化的二维系统的结构工程层间耦合，实现声学模拟的拓扑Haldom模型。然后，我们发现并证明单向背散射免疫边缘状态。我们证明了合成规范场与三维能带结构中的Weyl点密切相关。
2015-03-21 cond-mat.mes-hall physics.class-ph
Hall detection of time-reversal symmetry breaking under AC electric driv ing
在四端样品中，微观时间可逆性导致电阻测量之间的对称关系，其中电流和电压引线的作用被交换。这些互惠关系是平衡系统中一般Onsager-Casimir对称性的表现。我们在实验上研究了$GaAs/Ga_{1-x}Al_xAs$霍尔棒在外加交流磁场辐照下，在零磁场下时间反演对称性的有效性。对于非均匀交流领域，我们发现强烈的偏离互易关系，并表明其起源可以理解从台球模型的霍尔结。在均匀照射下的对称性是更强大的，这表明时间反演对称性被保存。
2008-11-25 cond-mat.mes-hall
Magnetoresistance from time-reversal symmetry breaking in topological materials
磁输运测量是表征拓扑材料电子结构的一种流行方法，由于大的非抛物线贡献，通常产生的数据集无法用众所周知的Drude模型描述。在这项工作中，我们专注于磁场对拓扑材料的影响，通过一个塞曼项包括在模型的哈密顿量。为此，我们重新评估的简化的Drude模型的推导和精确的散射时间和费米速度作为塞曼项依赖于因素的电导率张量。这里的驱动机制是自旋沿磁场方向的排列，这允许反向散射，以及通过打开杂化间隙而对费米速度的显著改变。在考虑了二维和三维Dirac态，以及三维拓扑绝缘体的二维Rashba表面态和准二维体态后，我们发现三维拓扑绝缘体表面的二维Dirac态产生的磁电阻效应在实验上是可以验证的。由于这种磁阻效应强烈依赖于自旋轨道能量，它可以被用作靠近狄拉克点的费米能量的指示信号。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall
Photoassisted shot noise spectroscopy at fractional filling factor
研究了分数量子霍尔区周期电压产生的光助散粒噪声。电流的波动是由于存在的量子点接触操作在弱背散射制度。我们展示了如何通过独立改变直流和交流电压驱动的贡献来重建光辅助吸收和发射概率。这是由手性Luttinger液体理论中隧道速率的特殊幂律行为所实现的，该理论允许以简单且特别方便的方式近似光辅助传输形式主义的典型无限总和。
2017-09-15 cond-mat.mes-hall
Interedge backscattering in quantum spin Hall-based NS and SNS junctions
Technische Universität Braunschweig（布伦瑞克工业大学）；Laboratory for Emerging Nanometrology（新兴纳米计量实验室）；Julius-Maximilians-Universität Würzburg（维尔茨堡大学）
该研究基于Bernevig–Hughes–Zhang模型等，探究量子自旋霍尔基NS与SNS结中边间耦合的微观条件，分析其对电导、约瑟夫森结及超导干涉图案的影响，为超导混合系统研究提供微观依据。
2026-08-28 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
Imaging Local Effects of Voltage and Boron Doping on Spin Reversal in Antiferromagnetic Magnetoelectric Cr2O3 Thin Films and Devices
本研究利用 NV 扫描探针磁强法揭示 B 掺杂使 Cr2O3 形成90度反铁磁畴并提高奈尔温度，且证实器件中电压诱导的90度自旋旋转。
2024-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
