Massive Dirac surface states in topological insulator/magnetic insulator heterostructures
拓扑绝缘体是一种新的物质状态，具有体隙和由时间反演对称性保护的鲁棒无隙表面态。当时间反演对称性破缺时，系统的表面态会产生能隙，从而引起系统对电磁场的拓扑响应--拓扑磁电效应。本文研究了由拓扑绝缘体和磁性绝缘体构成的异质结构中拓扑表面态的行为。几个兼容的磁性结构和拓扑绝缘体${\rm Bi_2Se_3}, {\rm Bi_2Se_3}, {\rm Sb_2Te_3}$的晶格匹配相对较好的磁性绝缘体被确定，最好的候选材料被发现是MnSe，一个反铁磁绝缘体。我们对${\rm Bi_2Se_3/MnSe}$超晶格进行了第一性原理计算，得到了表面态能带结构。与MnSe的磁交换耦合在表面态引起$\sim$ 54 meV的间隙。此外，我们还通过调节Mn离子与TI表面的距离来研究交换耦合的距离依赖性。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Control: Systematic control of topological insulator Dirac fermion density on the surface of Bi2Te3
三维（3D）拓扑绝缘体是具有自旋-轨道诱导的体绝缘带隙的量子材料，其在不存在外加磁场的情况下表现出量子霍尔现象。拓扑绝缘体在器件几何结构中的拟议应用依赖于在狄拉克节点附近调节其表面上的化学势的能力。在这里，我们展示了一套基于光掺杂和分子掺杂相结合的表面控制方法，以系统地调整Bi 2 Te 3的拓扑（111）表面上的狄拉克费米子密度。它们的功效通过使用高分辨率角分辨光电子能谱（ARPES）的直接电子结构拓扑测量来证明。这些结果为探索Bi 2 Te 3表面Dirac电子的拓扑行为提供了新的机会。这里所示的方法中的至少一种可以成功地应用于其他拓扑绝缘体，例如Bi{1-x}Sb{x}、Sb 2 Te 3和Bi 2Se 3，这些将在别处示出。更重要的是，我们的拓扑表面状态操纵的方法在这里展示了非常适合未来的拓扑现象，这将补充从传统的电门控技术获得的传输结果的光谱研究。
2009-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gap Generation in Topological Insulator Surface States by non-Ferromagnetic Magnets
结果表明，与天真的期望相反，单粒子光谱间隙可以打开的三维拓扑绝缘体的表面状态，通过使用相称的面外和面内反铁磁或亚铁磁绝缘薄膜。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Surface-plasmon-polaritons on Corrugated Metal-dielectric Surfaces
本文研究了由双组分波纹金属-介质光栅构成的衍射光栅中光学频率处的拓扑表面等离激元。要做到这一点，我们实施的理论发展在德拉谷和Longhi描述的振幅领域的紧急薛定谔方程。三次谐波光栅产生二分Kronig-Penney模型。拓扑保护的局部模式，然后预测发生在光栅的边缘和两个镜像反对称波纹，其体积不变的组合形成的缺陷是一个逐步变化的Zak相位在这两种情况下。
2020-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Surface State Evolution in Bi$_2$Se$_3$ via Surface Etching
本研究通过可控表面刻蚀方法逐步去除Bi$_2$Se$_3$表面Se原子，形成双层Bi，追踪并确认拓扑表面态的鲁棒性，发现狄拉克锥在实空间和动量空间的迁移及层间电荷转移，为拓扑态纳米工程提供精确调控手段。
2024-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-tuned Differentiation of Surface-conducting States in Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3 Topological-insulator Thin Crystals
使用场角，温度和背栅电压依赖性的弱反本地化（WAL）和普遍的电导波动薄Bi 1.5 Sb 0.5 Te 1.7 Se 1.3拓扑绝缘体单晶，结合栅极调谐霍尔电阻率测量，我们可靠地分离的拓扑性质的表面导电体导电和拓扑平凡的表面导电。我们最大限度地减少了晶体中的体传导和背栅调谐费米能级的拓扑底表面带，同时保持顶面不敏感的背栅与最佳晶体厚度？100 nm。我们认为，在相对较低的磁场的载流子的相干扩散运动发生的WAL效应是更重要的比其他运输工具，如Shubnikov-de Hass振荡确认导电的拓扑保护的表面状态。我们的方法提供了一个高度连贯的图片的表面输运性质的TI和一个可靠的手段，调查的基本拓扑性质的表面导电和可能的量子器件的应用相关的动量锁定自旋极化的表面状态。
2012-12-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological States on the Gold Surface
金表面拥有特殊的电子态，被认为是肖克利表面态（SS）的原型。这些SS通常用于对角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道光谱的能力进行基准测试。我们发现这些Shockley表面态可以被重新解释为最近发现的量子态--拓扑绝缘体的拓扑导出表面态。基于能带结构计算，可以很好地定义Z2拓扑不变量来表征我们通过ARPES检测到的金的非平凡特征。相同的TDSS也在其他众所周知的贵金属（例如，银、铜、铂和钯）。除了提供了一个新的理解贵金属SS，发现后过渡金属的拓扑状态引发了有趣的问题，拓扑效应的作用，在表面相关的过程，如吸附和催化。
2015-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New topological surface state in layered topological insulators: unoccupied Dirac cone
用密度泛函理论研究了拓扑绝缘体Bi_2Se_3、PbSb_2Te_4和Pb_2Bi_2Te_2S_3中的未占态.结果表明，在这些绝缘体（0001）表面布里渊区中心的反向导带能隙中出现了线性色散的表面态。Z_2不变量的另一种表达式使我们能够证明第二个Gamma Dirac锥存在的一个必要条件是在体谱的时反不变动量点处存在局域能隙，并且其中一个点的宇称发生了变化。
2013-03-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nontrivial surface topological physics from strong and weak topological insulators and superconductors
我们研究了强、弱拓扑绝缘体和超导体表面上的态，这些态都被对称破缺项带隙。众所周知，由磁性材料带隙的强3D拓扑绝缘体的表面具有半量子霍尔效应。此外，已知被电荷密度波带隙的弱3D拓扑绝缘体的表面表现出半量子自旋霍尔效应。为了将这些结果推广到所有的拓扑绝缘体和超导体的Altland-Zirnbauer对称类，我们利用Clifford代数的表示理论重新生成了这10个对称类的分类表，并构造了最小尺寸的Dirac哈密顿量.我们发现，如果表面维数和对称类具有$\mathbb{Z}$或$\mathbb{Z}_2$拓扑不变量，那么所得到的表面态与缺口对称破缺项可能有一个非平凡的拓扑相位。
2014-10-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Surface States of Perovskite Iridates AIrO$_3$; Signatures of Topological Crystalline Metal with Nontrivial $\mathbb{Z}_2$ Index
人们在实现具有非平凡表面态的拓扑金属相方面做出了越来越多的努力。有人建议，斜方晶系钙钛矿铱酸盐被归类为拓扑晶体金属（TCM）与平面的晶格对称性保护的表面状态。在这里，我们对外延稳定的斜方钙钛矿铱酸盐进行了第一原理电子结构计算。值得注意的是，两种不同类型的拓扑表面状态被发现取决于表面方向。在侧表面上，由晶格对称性保护的平坦表面状态出现，表现出拓扑晶体特征。另一方面，在顶面上，出现了意想不到的狄拉克锥，表明受时间反演对称性保护的表面态，这一点通过非平凡拓扑$\mathbb{Z}_2$指数的存在得到了证实。这些结果表明，斜方晶铱酸盐是独特的系统，表现出晶格和全球对称性保护的拓扑相和表面状态。本文还讨论了向弱和强拓扑绝缘体的跃迁以及角分辨光电子能谱对表面态的影响。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of Gapped Topological Surface States and Isolated Surface Resonances in PdTe$_2$ Ultrathin Films
超导体PdTe $_2$是已知的主机体狄拉克带和拓扑表面状态。PdTe $_2$的超导性和拓扑表面态的共存使其成为探索拓扑超导性和Majorana束缚态的一个很有前途的平台。在这项工作中，我们报告的逐层分子束外延生长和光谱表征的高品质的PdTe $_2$膜的厚度下降到3个单层（ML）。在3 ML PdTe $_2$薄膜中，我们观察到自旋极化的表面共振态，由于量子尺寸效应，这些共振态与体能带隔离。此外，相对面上的表面态的杂化导致拓扑表面狄拉克带中的厚度依赖性间隙。我们的光电子能谱结果清楚地表明，随着薄膜厚度的减小，杂化带隙的大小增加。利用分子束外延技术成功地生长出高质量的PdTe $_2$薄膜，并观察到了PdTe $_2$量子薄膜的表面共振态和带隙拓扑表面态，为PdTe量子薄膜在自旋电子学和拓扑计算中的应用提供了新的思路。
2022-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Topological nature of step edge states on the surface of topological crystalline insulator Pb$_{0.7}$Sn$_{0.3}$Se
除了新颖的表面态，拓扑绝缘体还可以在晶体缺陷处表现出鲁棒的无隙态。台阶边是晶体表面常见的一类缺陷。在这项工作中，我们建立了拓扑晶体绝缘体（TCI）Pb $_{0.7}$ Sn $_{0.3}$ Se的[001]表面的台阶边缘的一维（1D）束缚态的拓扑性质，从理论和实验两方面。我们表明，台阶边缘态的拓扑稳定性来自于表面低能物理的一个紧急粒子-空穴对称性，并展示了粒子-空穴对称性破缺的实验特征。我们还揭示了外部磁场对一维束缚态的影响。我们的工作表明，类似的拓扑阶边模式的可能性，在其他拓扑材料与岩盐结构。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Surface potential-driven surface states in 3D topological photonic crystals
拓扑物质中的表面势可以前所未有地使波局部化。然而，这种表面势在拓扑光子系统中还有待开发。在这里，我们证明了光子表面态可以诱导和控制的介质双螺旋（DG）光子晶体的表面势。单位晶胞中的基平移使得能够调节表面电势，这反过来又调节波局部化的程度。DG光子晶体的逐渐调制使得能够产生伪磁场。总的来说，这项研究表明表面势和赝磁场之间的相互作用的表面状态。本文概述的物理结果不仅拓宽了3D光子晶体中表面态的范围，而且突出了光子系统中表面处理的重要性。
2023-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface-to-bulk scattering in topological insulator films
提出了拓扑绝缘体（TI）薄膜中表面态和体态之间无序和声子诱导耦合的定量微观理论。我们发现一个简单的结构的表面到体散射矩阵元素，并确认体表面耦合在运输和光电发射实验的重要性，评估其依赖于温度，载流子密度，薄膜厚度和粒子-空穴不对称性。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin Susceptibility and Helical Magnetic Orders at the Edges/Surfaces of Topological Insulators Due to Fermi Surface Nesting
我们研究了费米面嵌套时二维和三维拓扑绝缘体边缘/表面的自旋磁化率和磁序。我们发现，由于自旋动量锁定以及时间反演对称性，自旋磁化率在嵌套波矢具有很强的{ \em螺旋}功能。由于费米面的嵌套，在低温下出现{ \em螺旋}自旋密度波（SDW）态。自旋磁化率的螺旋特性对三维拓扑绝缘体磁掺杂表面的磁有序性也有着深刻的影响。在这样的系统中，从平均场Zener理论，我们预测了一个{ \em螺旋}磁序。
2011-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Transforming a Surface State of Topological Insulator by a Bi Capping Layer
本文介绍了一种设计拓扑绝缘体的拓扑保护表面态的新方法。通过在拓扑绝缘体Bi2Te2Se的表面覆盖一层Bi单层膜，可以完全去除原来的表面态，并通过强电子杂化，产生三个新的自旋螺旋表面态，它们来自Bi膜，具有不同的色散和自旋极化.这些新的状态发挥拓扑表面状态的作用，保持整体拓扑性质不变。这种机制提供了一种在单个拓扑绝缘体顶部产生各种不同类型的拓扑保护的电子通道的方法，可能具有针对各种应用的定制性质。
2014-11-17 cond-mat.mes-hall
Transport evidence of robust topological surface state in BiTeCl single crystals, the first strong inversion asymmetric topological insulator
三维（3D）拓扑绝缘体（TI）是量子物质的新形式，其特征在于其绝缘体态和奇异的金属表面态，其承载螺旋狄拉克费米子1 -2。最近，BiTeCl，极性半导体之一，已被角分辨光电子能谱发现是第一个强反转非对称拓扑绝缘体（SIATI）。与先前发现的具有反转对称性的3D TI相比，SIATI有望表现出新颖的拓扑现象，包括晶体表面依赖的拓扑表面态、本征拓扑pn结以及热电和拓扑磁电效应3。在这里，我们报告的强大的拓扑表面状态的SIATI BiTeCl通过观察Shubnikov-de Haas（SdH）振荡，表现出的费米面和π Berry相位的2D性质的第一个运输证据。在B处观察到拓扑表面态的n = 1朗道量子化。费米能级仅比狄拉克点高58.8 meV，有效质量为0.055me，迁移率为4490 cm ~ 2·s ~（-1）。我们的研究结果将为未来其他新拓扑现象的输运探索和强反转非对称拓扑绝缘体的潜在应用铺平道路。
2014-01-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Surface Plasmons and Topological Insulators
我们研究了三维空间中拓扑平凡和拓扑非平凡的时间反演不变材料之间的界面上的表面等离子体。对于金属和拓扑绝缘体之间的界面，表面等离子体激元的磁极化被旋转出界面的平面;这种效应应该通过用偏振光激发表面等离子体激元来实验观察。更有趣的是，我们认为，同样的效果也实现了真空和掺杂的拓扑绝缘体与非零体载流子密度之间的接口。
2011-05-04 cond-mat.mes-hall
In-surface confinement of topological insulator nanowire surface states
用NEMO 5的原子20带紧束缚功能解决了[110]和[001] Bi2Te3纳米线的能带结构。理论分析结果表明：目前流行的所有拓扑绝缘体导线表面等效的假设是不恰当的。化学性质不同的导线表面的费米速度显著不同，这产生了有效的表面限制电位。因此，拓扑绝缘体表面状态偏好特定的表面。因此，必须仔细设计实验，不要探测不利于表面态（低态密度）的表面，从而对TI效应不敏感。
2016-05-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Non-uniform Spatial Distribution of Spin Polarization in Topological Insulator (Bi2Te3) Surface
通过对Bi 2 Te3拓扑绝缘体表面的微反射差光谱图像的广泛研究，我们发现了第一个明确的实验证据，表明在拓扑绝缘体表面存在非均匀的自旋极化空间分布（自旋畴）。这些自旋畴在不同的温度下，在外部磁场中，并且可以由电流驱动。迄今为止，拓扑绝缘体中的这种表面自旋畴从未被任何理论预言过。
2014-12-14 cond-mat.mes-hall
Modification and Control of Topological Insulator Surface States Using Surface Disorder
我们数值演示了一个实用的手段，系统地控制拓扑输运的三维拓扑绝缘体的表面上，通过引入强无序层的深度$d$向内延伸的拓扑绝缘体的表面。研究了态密度、电导、散射时间、散射长度、扩散常数和平均费米速度对$d$的依赖关系。所提出的控制通过无序深度$d$要求的无序强度是附近的大值，这是必要的驱动TI到非拓扑阶段。如果使用掩模、栅极、离子注入等来图案化$d$，则可以制造集成电路。这一技术将有助于实验和器件工程。
2015-05-16 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
Transport evidence for the coexistence of the topological surface state and a two-dimensional electron gas in BiSbTe3 topological insulator
拓扑绝缘体（TI）是一种具有奇异表面态的新型绝缘材料，其中载流子的运动由Dirac方程描述，自旋与动量方向垂直。最近的角分辨光电子能谱研究表明，由于量子限制效应，传统的二维电子气可以与拓扑表面态共存。预计共存会引起奇异的输运性质，然而，迄今尚未探索。在这里，我们报告的拓扑绝缘体BiSbTe 3单晶的磁输运研究。除了拓扑表面态的Shubnikov-de Haas振荡和弱反定域（WAL）外，我们还观察到随着磁场的增加从弱反定域到弱定域（WL）的交叉，该交叉具有温度依赖性和二维特征.交叉被认为是拓扑表面态和二维电子气在TI表面共存的输运表现。
2014-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Protection of the surface states in topological insulators: Berry phase perspective
拓扑绝缘体（TI）的金属表面态不仅具有拓扑保护性，而且具有在曲面上诱导有效矢势的显著性质。对于处于球形或圆柱形TI（TI纳米颗粒或纳米线）表面状态的电子，有效地感应出伪磁单极或虚拟螺线管，对系统的几何形状进行编码。在这里，通过采取一个双曲曲面的例子，我们证明，由于这个属性源于其积极的自旋自由度，表面状态本身的拓扑保护。
2013-02-28 cond-mat.mes-hall
Surface-state spin textures in strained bulk HgTe: strain-induced topological phase transitions
由于压缩单轴应变导致的带隙的打开使得块状HgTe成为在任何表面处具有受保护的无带隙表面态的强三维拓扑绝缘体。采用六带k.p模型，利用形变碲化汞表面态的自旋织构与系统的镜像陈数和表面态的轨道组成的密切关系，确定了形变碲化汞表面态的自旋织构.我们发现，在表面与C2v点群对称的应变幅值的增加触发拓扑相变的缠绕数的表面状态的自旋纹理翻转，而四个拓扑不变量表征散装能带结构的材料是不变的。
2016-05-01 cond-mat.mes-hall
A microscopic model for detecting the surface states photoelectrons in Topological Insulators
本文提出了一个偏振激光诱导拓扑绝缘体表面发射光电子的模型。该模型是基于隧道的表面电子进入真空中存在的光子场。利用描述光子与表面电子耦合的哈密顿量，我们计算了光电子的强度和极化。
2013-10-25 cond-mat.mes-hall
Transmission of topological surface states through surface barriers
拓扑表面态是一类在量子计算或自旋电子学应用中具有潜在意义的新型电子态。与传统的二维电子态不同，这些表面态有望不受局域化的影响，并克服材料缺陷引起的障碍。先前的实验已经证明，拓扑表面状态不反向散射之间的平等和相反的动量状态，由于他们的手征自旋纹理。然而，到目前为止，还没有证据表明这些状态实际上是通过自然发生的表面缺陷传输的。在这里，我们使用扫描隧道显微镜测量的透射和反射概率的拓扑表面状态的锑通过自然发生的结晶步骤分离原子梯田。在对比常见的金属（铜，银和金），这是反射或吸收的原子步骤的非拓扑表面状态，我们表明，拓扑表面状态的锑穿透这种障碍的概率很高。锑的拓扑表面状态的扩展性质的演示表明，这种状态可能是有用的高电流传输，即使在原子尺度的不规则性，寻求有效地互连纳米器件的电子功能的存在。
2010-07-14 cond-mat.mes-hall
Dirac surface states in magnonic analogs of topological crystalline insulators
我们提出了具有狄拉克表面态的拓扑晶体绝缘体的磁振子类似物的时间反演和半平移的组合对称性的保护。通过建立拓扑磁振子系统的模型，我们证明了由于狄拉克表面态的自旋-动量锁定，系统中的能流响应于电场而流动。我们还提出了一个实现的磁振子类似物的拓扑晶体绝缘体的磁性化合物CrI $_{3}$与单斜结构。
2021-09-18 cond-mat.mes-hall
One-dimensional Dirac electrons on the surface of weak topological insulators
我们证明了一类弱三维拓扑绝缘体的表面具有一维Dirac电子。它们的标志是沿着表面布里渊区的某些方向的线状能量色散。这些一维狄拉克线简并在拓扑上受到对称性的保护，我们称之为面内时间反演不变性。我们展示了这种不变性如何导致狄拉克线堆叠凯恩-梅勒系统和更一般的弱三维拓扑绝缘体模型的表面光谱。
2015-02-15 cond-mat.mes-hall
Coherent Topological Transport on the Surface of Bi2Se3
三维强拓扑绝缘体（STI）的二维（2D）表面态与其他2D电子系统的根本区别在于费米弧围绕奇数个狄拉克点。TI表面是在辛普适类和唯一的2D系统中仍然是金属的，不能本地化（时间反演对称）的混乱。然而，在有限尺寸的样本中，表面间耦合会破坏拓扑保护。问题出现了：在什么尺寸可以薄TI样品被视为具有解耦的拓扑表面状态？我们发现，弱反本地化（WAL）是非常敏感的亚毫电子伏之间的耦合顶部和底部的拓扑表面，和TI膜的表面可以相干耦合，即使厚度高达12 nm。对于较厚的薄膜，我们观察到一个真正的二维拓扑金属的签名：完美的弱反本地化的定量协议与两个解耦的表面在辛对称类。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall
Topological surface altermagnets in SSH-stacked magnetic layers
Hubei University（湖北大学）；Chongqing University（重庆大学）
该研究提出以SSH图案堆叠磁性层构建拓扑表面反常磁体，其体相为受PT对称保护的反铁磁体，边界破缺会产生拓扑保护的表面反常磁态，可通过垂直电场检测，为相关研究提供了新平台。
2026-08-10 cond-mat.mes-hall
Current-induced switching of magnetic molecules on topological insulator surfaces
在拓扑绝缘体的表面或边缘处的电流本质上是自旋极化的。我们表明，这样的表面/边缘电流可用于切换的分子磁体的取向弱耦合到表面或边缘的拓扑绝缘体。对于二维拓扑绝缘体的边缘以及三维拓扑绝缘体的表面，如果分子的磁各向异性轴与电流方向适当地对准，则应用精心选择的表面/边缘电流可以导致分子的完全极化。对于一个通用的分子取向的非零，但不完整的极化。我们计算的概率分布的磁状态和开关率作为一个功能的应用电流。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall
On the topological surface states of the intrinsic magnetic topological insulator Mn-Bi-Te family
本文回顾了本征磁性拓扑绝缘体 Mn-Bi-Te 族的电子结构研究，重点探讨了实验中观察到的拓扑表面态 Dirac 锥近乎无能隙行为与理论预期的矛盾，并讨论了磁性重构与表面态重分布等解释机制，指出能带工程有望实现高温量子拓扑输运。
2022-11-08 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
Half quantum spin Hall effect on the surface of weak topological insulators
研究了表面具有偶数个Dirac锥的三维弱拓扑绝缘体中的相互作用效应。我们发现，表面态可以通过表面电荷密度波（CDW）顺序而不破坏时间反演对称性。从这个意义上说，时间反演对称性本身不能鲁棒地保护弱TI状态的存在相互作用。如果在体中附加平移对称性，则在CDW畴壁上可以获得具有螺旋边缘态的拓扑非平凡弱TI态。换句话说，表面上的CDW畴壁在拓扑上等价于二维量子自旋霍尔绝缘体的边缘。因此，表面具有平移对称性破缺的弱拓扑绝缘体的表面态具有“半量子自旋霍尔效应“，与表面具有时间反演对称性破缺的强拓扑绝缘体的表面态具有“半量子霍尔效应“相同。在平均场水平下研究了在位相互作用和最近邻相互作用，得到了弱拓扑绝缘体表面态的相图。
2011-10-15 cond-mat.mes-hall
Quasiparticle scattering from topological crystalline insulator SnTe (001) surface states
最近，电子态的拓扑分类已经扩展到一类新的物质，称为拓扑晶体绝缘体。类似于拓扑绝缘体，拓扑晶体绝缘体也具有自旋动量锁定的表面态;但它们仅存在于受晶体反射对称性保护的特定晶面上。在这里，我们报告了一个超低温扫描隧道显微镜和光谱研究拓扑晶体绝缘体SnTe纳米片的分子束外延生长。我们观察到的SnTe（001）表面上的准粒子干涉图案，可以解释在第一表面布里渊区的拓扑晶体绝缘体表面态的四个费米口袋的电子散射。准粒子干涉强度的能量色散的定量分析表明，两个高能量的功能相关的交叉点以外的Lifshitz过渡时，两个相邻的低能表面带附近的合并点。实验和计算的准粒子干涉图案之间的比较揭示了可能的自旋纹理的表面状态。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations caused by non-topological surface states in Dirac nanowires
拓扑绝缘体表面态的一个有趣的指纹是纳米线的磁导性中的Aharonov-Bohm效应。我们发现，表面状态的狄拉克材料（铋，铋锑，铅锡硫属化物）的纳米线在非拓扑相，表现出相同的效果，作为修正体状态的磁导率。我们考虑了一个简单的模型的圆柱形纳米线，这是由三维狄拉克方程与一般的$T$不变的边界条件。边界条件是由一个单一的唯象参数，其符号定义拓扑和非拓扑表面状态。非拓扑表面态出现在能隙之外。在纵向磁场$B$中，它们导致了纳米线的态密度和相应的电导率的Aharonov-Bohm修正。这些磁振荡的相位随着$B$从$π$增加到$2π$。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Band engineering of Dirac surface states in topological insulators-based van der Waals heterostructures
三维拓扑绝缘体（TI）的体能带的非平凡拓扑性质保证了其Dirac表面能带的存在，而表面能带的色散主要由表面附近的环境决定.在这封信中，通过在原位角分辨光电子能谱（ARPES）和第一性原理计算的三维TI基范德华异质结构，我们证明，可以工程的表面能带结构的三维TI的表面修饰，而不破坏其拓扑非平凡的属性。该结果提供了一种独立控制3D TI的表面和体电子结构的方法，并为电子和自旋电子学目的的人工拓扑材料的设计提供了启示。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Analytical solutions of topological surface states in a series of lattice models
基于一个矩阵，我们导出了三维拓扑绝缘体及其非拓扑对应物的一系列晶格模型中表面态的解析解。最近邻跳跃中自旋翻转矩阵的限制表征了该级数。这个限制提供了一个解释，有利于表面态本征向量的解析解。尽管有限制，该系列保留了足够的可设计性来描述各种类型的表面状态。我们还描述了它如何可以作为一个易于处理的工具，用于阐明拓扑表面上的独特现象。
2022-12-03 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Surface Topological Order for Topological Crystalline Superconductors
我们构造微观哈密顿量的拓扑晶体超导体的表面上，由$\mathbb{Z}_2$反射对称性保护的保序拓扑有序状态。从表面上的$ν$马约拉纳锥，我们表明，半费米子拓扑秩序出现的$ν=2$，更一般地说，$\mathrm{SO}(ν)_ν$拓扑秩序的所有$ν\geq 2$和$\mathrm{Sp}(n)_n$的$ν=2n$。
2018-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological surfaces of domain wall-decorated antiferromagnetic topological insulator MnBi$_{2n}$Te$_{3n+1}$
反铁磁拓扑绝缘体具有受反幺正$S$对称性保护的拓扑间隙表面态，该对称性被不可避免的畴壁破坏。具有畴壁的反铁磁拓扑绝缘体在其拓扑表面上是否是无隙的和金属的仍有待阐明。我们发现，一个单一的非统计指标表征的磁有序畴壁装饰的反铁磁拓扑绝缘体，称为伊辛矩，确定拓扑表面间隙，它可以是零，即使当$S$对称性明显被打破。在热力学极限下，当磁涨落有界时，拓扑表面态趋于无隙。在这种情况下，表面转移矩阵的李雅普诺夫指数揭示了由于从正交对称类到手征正交对称类的交叉而导致的在零能量附近的表面离域转变。对表面态的光谱和输运测量将揭示过渡的临界行为，这反过来又与反铁磁畴壁的性质有关。
2022-01-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological delocalization and tuning of surface channel separation in Bi2Se2Te Topological Insulator Thin films
三维拓扑绝缘体（TI）的表面态具有抗后向散射的拓扑保护作用。然而，体电子对输运数据的贡献是表面拓扑保护的一个障碍。我们报告的化学势的调谐在大块的Bi 2 Se 2 Te TI薄膜，钉扎它附近的中心的散装带隙，从而抑制散装载流子。这些薄膜的温度依赖性电阻显示出低至50K的活化行为，随后在较低温度下发生金属转变，这是TI表面态稳健性的标志。用二维弱反定域化现象解释了拓扑保护和表面支配输运的表现。在这项工作中，我们进一步探讨了TI中的表面到体耦合的效果，这是由参与运输的有效导电表面通道的数量捕获的。单个导电通道的存在表明强的表面到体耦合，这对纯拓扑输运是有害的。我们证明了在薄膜的相对表面上的拓扑表面态的解耦，从而抑制了体输运。我们的研究结果提供了一个更深入的了解，随着拓扑输运行为和它们各自的可调性的表面到体耦合。
2016-12-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Persistent Coherence and Spin-Polarization of Topological Surface States on Topological Insulators
拓扑绝缘体上的无带隙表面态可以避免非磁性杂质的弹性散射，这使得它们成为低功率电子应用的有希望的候选者。然而，对于广泛的应用，这些状态应该保持相干，并在环境温度下显着自旋极化。在这里，我们研究的相干性和自旋结构的拓扑状态的表面上的模型拓扑绝缘体，Bi 2 Se 3，在高温下的自旋和角度分辨光电子能谱。我们发现一个非常弱的加宽和基本上没有衰减的自旋极化的拓扑表面状态到室温。我们的研究结果表明，拓扑绝缘体表面的拓扑态可以作为室温电子器件的基础。
2013-06-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological Aspects of Surface States in Semiconductors
本文用绝热变形方法研究了半导体表面态的拓扑性质，该方法将一个实际系统和一个解耦的共价键模型联系起来。两个拓扑不变量的重点。一个是量子化的Berry相位，另一个是边缘态的数量。作为另一种拓扑不变量的缠绕数也被考虑。利用拓扑不变量对Si和Ge在（111）、（110）和（100）面的表面态进行了分类。本文还讨论了GaAs异质半导体的表面态。
2008-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A study on the surface states of a topological insulator: Bi2Se3
本文利用第一性原理对拓扑绝缘体Bi_2Se_3的表面态进行了初步研究
2012-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
A Time-Reversal Invariant Topological Phase at the Surface of a 3D Topological Insulator
三维费米子拓扑绝缘体具有受时间反演对称性和电荷守恒对称性保护的无隙狄拉克表面态。表面态可以通过引入铁磁性来打破时间反演对称性，引入超导性来打破电荷守恒，或者进入拓扑相来带隙。在本文中，我们构造了一个最小的间隙拓扑相位，同时保持时间反演和电荷守恒对称性，并支持伊辛型非阿贝尔任意子。这个阶段可以理解为从表面s波超导状态通过八涡复合材料的凝聚出现。拓扑相继承涡旋支持马约拉纳零模式从表面超导状态。然而，由于它是时间反演不变性的，表面拓扑相是与Ising拓扑相不同的相，Ising拓扑相可以看作是量子无序的自旋极化px + ipy超导体。我们讨论了这种拓扑相的任意子模型及其实现时间反演对称性的方式，并研究了这种拓扑态与其它表面能隙相的界面。
2013-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological semimetals: surface transport and spin effects
Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院固体物理研究所）；V.L. Ginzburg Research Centre for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials, P.N. Lebedev Physical Institute of RAS（俄罗斯科学院列别杰夫物理研究所V.L.金兹堡高温超导与量子材料研究中心）
本文综述了拓扑半金属中电荷和自旋输运的研究，探讨了其表面态的特性及非线性反常霍尔效应，并讨论了其在新型拓扑材料中的潜在应用。
2026-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
The fate of topological-insulator surface states under strong disorder
三维拓扑绝缘体的特征是Dirac类表面状态，其在拓扑上被保护免受弱淬火无序的影响。在这里，我们调查的影响，表面无序超出弱无序限制，使用大规模的数值模拟。我们发现两个定性不同的制度：中度无序破坏狄拉克锥，并诱导扩散金属行为的表面。更值得注意的是，对于强表面无序，狄拉克锥重新出现，因为新的弱无序“表面”状态出现在无序表面层下的样品中，这可以理解为拓扑绝缘体和安德森绝缘体之间的界面。总之，这表明了拓扑表面状态的无序的剧烈影响，这不能单独在有效的二维模型的表面状态。
2012-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Exceptional mode topological surface laser
带状拓扑作为实现鲁棒边界模态的设计原则进行了研究。在这里，通过探索非厄米拓扑，我们提出了一个三维拓扑激光器，放大表面模式。拓扑表面激光器被称为例外点的分支点奇点周围的非平凡拓扑所保护。与二维拓扑激光器相比，所提出的三维设置可以实现拓扑边界模式，而无需在边缘或对称性保护处进行明智的增益，从而对广泛的紊乱具有鲁棒性。我们还提出了一种可能的光学装置，实验实现拓扑表面激光器。我们的研究结果为在三维系统中构造非厄米拓扑器件提供了一般性的指导原则。
2022-07-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spin-Momentum Locked Topological Surface States, non-trivial Berry's phase and magnetoelectric quantization in topological insulators
三维拓扑绝缘体表面是一种新型的二维电子气。三维拓扑绝缘体的精确量子化磁光或轴子响应是其表面Berry相位保护自旋动量锁定态的直接结果。(PRL Viewpoint http：//physics.aps.org/node/3810）。
2011-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Independence of topological surface state and bulk conductances in three-dimensional topological insulators
典型的3D拓扑绝缘体Bi 2Se 3、Bi 2 Te 3和Sb 2 Te 3通常表现出高的体电导率，阻碍了表面态电荷输运的表征。然而，最佳掺杂的拓扑绝缘体Bi 2 Te 2 Se和Bi 2-xSbxTe 2 S允许进行这样的表征。在这里，我们报告的拓扑表面状态和体电导的Bi 2 Te 2Se和Bi1.1Sb0.9Te2S的第一个实验比较，根据温度依赖的高压测量。我们发现，在低温下的表面态电导保持不变的数量级增加的体态电导，揭示在一个简单的方式，拓扑表面态和体态在低温下解耦，与理论模型一致，并确认拓扑绝缘体是一个很好的场所，研究电荷输运在二维狄拉克电子系统。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Two types of Dirac-cone surface states on (111) surface of topological crystalline insulator SnTe
我们对拓扑晶体绝缘体SnTe的（111）面进行了角分辨光电子能谱（ARPES）研究。与（001）面上表面布里渊区X_bar点上的一对Dirac-cone表面态不同，我们发现了两种Dirac-cone表面态，它们分别以G_bar和M_bar点为中心，起源于L点的体带反转。我们还发现狄拉克点的能量位置和狄拉克速度是不同的。这个ARPES实验演示了拓扑材料不同晶面上的表面态，并阐明了拓扑晶体绝缘体的镜像对称保护狄拉克锥如何出现在具有不同对称性的表面上。
2013-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Joule meets van der Waals: Mechanical dissipation via image potential states on a topological insulator surface
实验研究了Bi_2Te_3的拓扑绝缘体表面的耗散机制，观察到由于拓扑保护的表面态，普通焦耳耗散被抑制。因此，一种新型的耗散机制，观察摆原子力显微镜，这是有关的单电子隧穿共振到图像电位状态，略高于Bi2Te3表面。磁场的施加导致表面态的拓扑保护被打破，并恢复预期的焦耳耗散过程。纳米力学的能量耗散所经历的悬臂摆原子力显微镜提供了一个新的信息来源的耗散性质的量子隧穿现象的拓扑绝缘体表面。
2019-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological surface states in nodal superconductors
拓扑超导体由于其在器件制造和量子信息方面的潜在应用而成为研究热点。除了完全带隙超导体外，非常规超导体的序参量中含有点或线节点也可以表现出非平凡的拓扑特性。本文综述了节点拓扑超导体理论研究的最新进展，重点介绍了Weyl和非中心对称超导体及其表面保护态。使用选定的例子，我们审查这些系统的散装拓扑性质，研究不同类型的拓扑表面状态，并检查其不寻常的属性。此外，我们还综述了一些拓扑超导性的候选材料，并讨论了拓扑表面态的不同实验特征。
2015-02-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
