Higher Berry Curvature from the Wave function II: Locally Parameterized States Beyond One Dimension
提出基于波函数的系统方法,为短程纠缠晶格系统构造高阶贝里曲率拓扑不变量,并推广至高阶泵浦,通过二维精确可解模型验证。
2024-05-08 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Quasiparticle Berry curvature and Chern numbers in spin-orbit coupled bosonic Mott insulators
研究了冷原子光晶格中二维自旋轨道耦合玻色莫特绝缘体的基态拓扑和准粒子性质。我们证明了多体Chern数和自旋Chern数可以表示为布里渊区上准空穴Berry曲率的积分。使用强耦合微扰理论,对于实验上可行的自旋-轨道耦合,我们计算了Berry曲率和自旋Chern数,并发现这些量可以纯粹由相互作用产生。我们还计算了准粒子色散、谱权以及粒子和自旋密度的准动量空间分布,这些可以在冷原子实验中获得,并用于推导Berry曲率和Chern数。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Measuring Berry curvature with quantum Monte Carlo
Berry曲率和它的后代Berry相位在量子力学中起着重要的作用。它们可以用来理解Aharonov-Bohm效应,定义拓扑Chern数,并通常用于研究量子基态流形的几何性质。虽然Berry曲率已经在少体物理和非相互作用粒子的制度得到了很好的研究,它的使用在强相互作用的制度是阻碍了缺乏数值方法来解决it. In本文中,我们填补了这一空白,通过实施量子Monte Carlo方法来解决Berry曲率的基础上解释Berry曲率作为一个领先的校正虚时间斜坡。我们证明了我们的算法使用横向场伊辛模型在一个和两个维度,后者是不可积的。尽管事实上,Berry曲率的波函数的相位信息,我们表明,我们的算法没有符号或相位问题的标准符号问题的自由哈密顿。我们的算法规模类似于传统的方法作为系统的大小和能隙的函数,因此应该证明是一个有价值的工具,在调查的量子几何多体系统。
2013-10-09 cond-mat.str-el physics.comp-ph quant-ph
Phonon helicity induced by electronic Berry curvature in Dirac materials
在具有时间反演(TR)对称性的二维绝缘体中,低能质量狄拉克费米子的非零局部Berry曲率可以引起非平凡的自旋和电荷响应,即使所有占据态的Berry曲率积分为零。在这项工作中,我们提出了一个新的效应诱导的电子Berry曲率。通过研究BaMnSb $_2$中的电子-声子相互作用,我们发现电子的非零局部Berry曲率可以诱导声子角动量.这个声子角动量的方向被锁定到声子传播方向,因此我们将其称为“声子螺旋度”,在某种程度上让人想起自旋轨道耦合电子系统中的电子螺旋度。我们讨论了可能的实验探针,这样的声子螺旋。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fully nonequilibrium Hall response from Berry curvature
该研究针对时间反演对称、反演对称破缺的拓扑系统,提出贝里曲率诱导的完全非平衡霍尔响应,揭示其非微扰电场下不由贝里曲率偶极矩主导的特性及普适性,为强关联拓扑半金属研究提供新视角。
2025-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry curvature and Hall viscosities in an anisotropic Dirac semi-metal
研究了二维各向异性狄拉克半金属中宇称奇非耗散输运。分析是相关的相互作用的电子系统合并狄拉克点在电荷中性。对于这样的系统,色散关系在一个方向上是相对论的,而在另一个方向上是非相对论的。我们给出了一个建议,如何计算该系统的Berry曲率,并使用它来获得一个以上的奇粘度,与旋转不变系统。我们观察到,在这样的模型中,应力张量的奇数部分由两个独立的输运系数和一个是相同的零参数化。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Spin Berry curvature of the Haldane model
在电子系统中积累的几何Berry相位对经典自由度的慢动力学的反馈由Berry曲率决定。在这里,我们研究当地的磁矩,模拟为经典的自旋,这是本地交换耦合到(自旋)Haldom模型的陈绝缘体。在慢经典自旋动力学的突现运动方程中,存在一个额外的反常几何自旋力矩,它来源于相应的自旋Berry曲率。由于时间反演对称性的显式破缺,这是非零的,但在凝聚态系统中通常很小。我们开发的一般理论和计算的自旋-Berry曲率,主要是在弱交换耦合的限制,在各种参数制度的Halfton模型,特别是接近的拓扑相变和自旋耦合到网站在锯齿形边缘的模型在一个带状几何形状。详细讨论了自旋-Berry曲率张量的空间结构、对称性、非局域元的距离依赖性以及其它性质。对于两个经典自旋的情况,几何自旋力矩的影响导致了反常的非哈密顿自旋动力学。它表明,自旋Berry曲率的大小是决定性的绝缘间隙的大小,系统的大小和本地交换耦合的强度控制。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Visualizing Berry curvature in a Floquet-Chern insulator
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文利用圆二色性Tr-ARPES直接映射Bi2Se3表面光诱导的Berry曲率,验证了Floquet-Chern绝缘体拓扑性质,为光诱导拓扑相变提供直接探测手段。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
How pairing mechanism dictates topology in valley-polarized superconductors with Berry curvature
研究配对机制对具有Berry曲率的谷极化系统拓扑超导性的影响,发现短程吸引与过屏蔽排斥相互作用分别使BdG Chern数与Berry曲率符号相同或相反,为区分配对机制提供了实验判据。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Fractional Chern Insulators in Bands with Zero Berry Curvature
即使一个无相互作用的系统在布里渊区各处的贝里曲率为零,也有可能引入相互作用来稳定分数陈氏绝缘体。这些相互作用必然打破时间反演对称性(自发地或明确地),并具有改变底层能带结构的效果。我们概述了一些方法,这可能是实现的,并显示如何类似的相互作用也可以用来创建一个(时间反演对称)分数拓扑绝缘体。虽然我们的方法是严格的限制长程相互作用,我们数值表明,即使是短程相互作用的分数陈省身绝缘体可以稳定在一个带零贝里曲率。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Parent Berry curvature and the ideal anomalous Hall crystal
研究均匀Berry曲率母带中电子模型,发现高曲率下强排斥作用形成反常霍尔晶体,为理解多层石墨烯量子反常霍尔效应提供统一视角。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Breakdown of the scaling relation of anomalous Hall effect in Kondo lattice ferromagnet USbTe
强关联与Berry曲率的相互作用是量子材料领域的一个开放领域。在这里,我们报告了大的异常霍尔电导率在近藤晶格铁磁体USbTe,这是占主导地位的内在贝里曲率在低温下。然而,Berry曲率诱导的反常霍尔效应并不遵循费米液体理论导出的标度关系。Berry曲率贡献的开始与近藤相干温度一致。结合ARPES测量和DMFT计算,这有力地表明Berry曲率是由费米能级上Kondo杂化引起的平带所承载的。结果表明,近藤相干对Berry曲率相关的低温物理性质有显著的影响,需要新的反常霍尔效应标度关系理论来解释强关联和Berry曲率之间的相互作用.
2022-12-22 cond-mat.str-el
Measurement of interaction-dressed Berry curvature and quantum metric in solids by optical absorption
Bloch态在动量空间中的量子几何性质通常用Berry曲率和量子度规来描述。在实际的带隙材料中,相互作用和无序使得Bloch态不是一个可行的起始点,我们通过引入有限温度下的Dressed Berry曲率和量子度规来推广这些概念,其中可以微扰地包括多体相互作用的影响。这些量是从线或圆极化电场引起的电荷极化磁化率中提取的,其光谱函数可以从动量分辨激子或红外吸收率中测量。作为一个具体的例子,我们研究了杂质散射下的Chern绝缘体,结果表明能隙对多体相互作用的量子几何性质具有保护作用.
2022-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergent Weyl Nodes and Berry Curvature in Bose Polarons via $p$-Wave Feshbach Coupling
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Nishina Center(理化学研究所西村中心);Quark Nuclear Science Institute, The University of Tokyo(东京大学夸克核科学研究所);Kochi University(高知大学);The Open University of Japan(日本开放大学)
研究通过p波费什巴赫耦合揭示玻色极子中涌现的韦尔节点及其带来的非零伯瑞曲率,以及电荷杂质伴随的旋磁异常现象。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Angle-Resolved Berry Curvature via Nonlinear Hall Effect of Ballistic Electrons
University of Tennessee(田纳西大学);Boston College(波士顿学院)
本文提出一种逆向方法,利用角分辨横向电导测量重建单带的阿贝尔 Berry 曲率,通过对称约束统计模型和两个超参数实现参数无关的 inversion。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Higher Berry curvature, second Chern numbers and magnetoelectric coupling in crystalline insulators
California Institute of Technology(加州理工学院);Kyoto University(京都大学)
本文通过无限矩阵乘积态计算四维陈绝缘体的高阶三形式Berry曲率,验证其与第二陈数的一致性,并探讨磁电耦合与高阶Berry相位的关系。
2026-06-25 cond-mat.str-el quant-ph
Electrically switchable giant Berry curvature dipole in silicene, germanene and stanene
该研究结合紧束缚模型、第一性原理计算与对称性分析,证明横向电场和应变可在硅烯、锗烯、锡烯中诱导并电切换巨型 Berry 曲率偶极矩及非线性 Hall 效应。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effects of Berry curvature on ideal fractional Chern insulator many-body gaps
Argonne National Laboratory(阿贡国家实验室);Flatiron Institute(平顿研究所);Stony Brook University(石溪大学)
本研究探讨了Berry曲率对理想分数陈绝缘体多体能隙的影响,发现曲率不均匀导致能隙减小并引发电荷密度波不稳定,同时通过单模近似分析了磁旋转子最小值,并将结果与实验相关系统联系起来。
2025-12-08 cond-mat.str-el
Berry curvature unravelled by the Nernst effect in Mn$_3$Ge
拓扑量子材料的发现是现代凝聚态物理的一个重大创新,具有重要的基础和技术意义。他们的分类最近已经扩展到拓扑Weyl半金属,即,固态系统表现出难以捉摸的外尔费米子作为低能量激发。在这里,我们可以利用能斯特效应作为一个敏感的探针,用于确定Weyl物理的关键参数,将其应用到非共线反铁磁体Mn $_3$ Ge。该化合物具有异常的热电输运由于增强的Berry曲率从Weyl点位于非常接近费米能级。我们从我们的数据建立一个直接测量的Berry曲率在费米能级,并使用一个极小模型的Weyl半金属,提取的第一次Weyl点的能量和它们的距离在动量空间。
2019-07-24 cond-mat.str-el
Berry-Curvature Effect in Anomalous Transport
Landau Institute for Theoretical Physics(朗道理论物理研究所)
该研究针对铁磁体反常输运的贝里相位效应提出新推导,扩展至altermagnets与非中心对称金属,推导了反常霍尔效应、热流及热电流,完善了反常输运的相关理论。
2026-10-16 cond-mat.str-el
How disorder affects the Berry-phase anomalous Hall conductivity: the view from k space
“脏”铁磁金属的异常霍尔电导率由贝里相贡献主导,贝里相贡献通常被解释为原始晶体中布洛赫电子的固有性质。在这项工作中,我们评估的几何霍尔电流直接从电子基态与无序,然后重新铸造它作为一个整体的晶体布里渊区。被积函数是一个广义的k-空间Berry曲率,通过从一个大的超原胞的小布里渊区展开Berry曲率得到。其中,无序产生净外在霍尔贡献,我们认为这是难以捉摸的侧跳效应有关。作为一个例子,我们展开的第一原理Berry曲率的Fe 3Co有序合金从原来的fcc晶格布里渊区到bcc晶格区的体积的四倍。与虚晶Berry曲率的比较清楚地揭示了置换Co原子的破缺效应。
2014-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Berry Curvature on the Fermi Surface: Anomalous Hall Effect as a Topological Fermi-Liquid Property
金属铁磁体中的内禀反常霍尔效应是由准粒子在费米面上的绝热运动所积累的Berry相所控制的,它是一种纯粹的费米液体性质,而不是象以前所认为的朗道抗磁性那样的“体”费米海性质.贝里相是一种新的拓扑成分,必须添加到朗道费米液体理论中的破缺反演或时间反演对称性的存在。
2004-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry curvature derived negative magnetoconductivity observed in type-II magnetic Weyl semimetal films
本研究通过测量EuCd$_2$Sb$_2$薄膜的磁输运,发现Berry曲率导致的场线性项可解释正磁电阻率驼峰,并在倾斜Weyl锥下产生负磁导率,扩展了Berry曲率在磁输运中的作用。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Widely Tunable Berry curvature in the Magnetic Semimetal Cr1+dTe2
磁性半金属已经越来越多地成为在真实和动量空间中承载基于自旋的拓扑现象的有利可图的平台。特别令人感兴趣的是贝里曲率的出现,它的几何起源,霍尔传输实验的可访问性和材料的可调性,预示着新的物理和实用设备。Cr1+dTe2,自插层磁性过渡金属二硫属化物,TMD,表现出有吸引力的自然属性相关的应用,包括拓扑磁性,可调电子填充,磁挫折等,而最近的研究已经探讨了这种材料的实空间Berry曲率效应,缺乏类似的考虑动量空间Berry曲率。在这里,我们系统地研究了外延Cr 1 + dTe 2薄膜的电子结构和输运性质在很宽的掺杂范围内,d在0.33和0.71之间。光谱实验揭示了在布里渊区边缘附近存在一个特征性的半金属带区,其显示出作为d的函数的刚性带样能量位移。输运实验表明,反常霍尔效应的本征分量AHE是相当大的,并且在d上经历符号翻转。最后,密度泛函理论计算建立了观察到的掺杂演变的能带结构和AHE之间的因果关系:AHE符号翻转出现从贝瑞曲率的符号变化,作为半金属带区域交叉费米能量。我们的研究结果强调了磁TMD中动量空间Berry曲率的相关性,并为真实和动量空间中的拓扑物理交织提供了一个独特的平台。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct imaging and control of Berry curvature in noncollinear antiferromagnetic single-crystal thin films
University of Wisconsin-Madison(威斯康星大学麦迪逊分校);University of California, Irvine(加州大学尔湾分校);University of Nebraska, Lincoln(内布拉斯加大学林肯分校);University of Oxford(牛津大学);University College London(伦敦大学学院);STFC Rutherford Appleton Laboratory(英国科学与技术设施委员会鲁瑟福阿普尔顿实验室)
本研究成功制备非共线反铁磁体Mn₃NiN单晶外延薄膜,实现其Berry曲率的直接成像与调控,揭示畴的温度依赖开关特性,为自旋电子学应用提供基础支撑。
2025-10-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological transitions in a model with Particle-Hole symmetry, Pancharatnam-Berry Curvature and Dirac Points
本文研究了蜂窝晶格上费米子模型的拓扑和几何性质,该模型具有自旋相关的跳跃,它打破了时间反转和电荷共轭对称性,但保持了它们的组成。我们表明,在这种情况下,Zak相位是拓扑不变量,其特征在于半金属状态在半填充和确定的边缘状态结构。随着自旋相关跳跃的强度变化,模型显示了对应于多个狄拉克点的创建和合并的几个Lifshitz跃迁。我们讨论了该模型在冷原子系统中的可能实现,并给出了探测狄拉克点和带的Pancharathnam-Berry曲率的实验信号。
2013-10-02 cond-mat.str-el
Numerical evidence for spin chirality emerging from itinerant ferromagnets in bands with Berry curvature
本文通过数值研究正方晶格上的通量Hubbard模型,证明了具有Berry曲率的能带中的金属铁磁体可通过掺杂或加规范通量发展出非共面自旋序与自旋手征性,验证了自旋手征性源于涌现自旋轨道相互作用的理论预测。
2025-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Flat bands with local Berry curvature in multilayer graphene
我们证明了具有局部Berry曲率的平坦带自然地出现在置于氮化硼(BN)衬底上的手性(ABC)多层石墨烯中。可以通过改变石墨烯层的数量N来调整平坦度。对于N = 7的频带变得几乎平坦,具有3.6 meV的小带宽。来自K谷和K'谷的两个几乎平坦的带沿还原区的线交叉。弱谷间隧穿带交叉变成避免交叉,产生两个几乎平坦的带与全球陈数为零,但与本地Berry曲率。带的平坦性表明许多体效应将主导物理学,而带的局部Berry曲率赋予系统非平凡的量子几何。量子几何效应通过量子距离(Fubini-Study)度量而不是更传统的陈数来表现自己。因此,BN上的多层石墨烯提供了一个平台,用于研究具有非平凡量子距离度量的系统中相互作用的影响,而没有非零陈数的复杂性。我们顺便指出,利用磁性吸附原子,并显式地破坏时间反演对称性,也可以实现非零Chern数的平坦带。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Higgs oscillations mediated by Berry curvature and quantum metric
希格斯谱学是研究超导体中希格斯玻色子玻色子的一个新兴领域。在这里,我们表明,贝瑞曲率和量子度规的带中发挥了核心作用的希格斯模式的产生。它们允许检测到希格斯玻色子玻色子,即使当带曲率的传统贡献消失时。此外,我们表明,希格斯模式可以耦合到外部电磁场线性时,介导的Berry连接。因此,我们预测存在的第二谐波产生,除了众所周知的三次谐波产生。通过考虑由Harper-哈伯德模型实现的平带超导体进一步阐明了我们的理论,并证明了几何Higgs模是由能带Chern数下界的.我们证明了在扭曲的双层石墨烯中,当在魔角处的近平带中实现超导时,几何诱导的Higgs模的存在。
2021-11-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Colossal orbital Zeeman effect driven by tunable spin-Berry curvature in a kagome metal
在新合成kagome金属TbV6Sn6中,利用扫描隧道显微镜观测到磁场控制的巨大轨道Zeeman效应,高达200玻尔磁子的轨道磁矩由非平庸自旋-Berry曲率产生,为动量依赖的拓扑轨道磁矩及其磁场可调性提供了首个直接实验证据。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Semiclassical transport with Berry curvature: Chambers formula and applications to systems with Fermi surface topological transitions
从一般的半经典运动方程的电子在电场和磁场的存在下,我们扩展的钱伯斯公式,包括除了磁场,随时间变化的电场和带的Berry曲率。因此,我们计算的电导率张量$σ_{αβ}(B,ω)$中存在的磁场的带在两个(2D)和三个(3D)的Berry曲率。然后,我们专注于几个应用程序的磁输运的费米表面拓扑转变的金属在2D。特别地,我们考虑了一个矩形晶格和一个与过掺杂石墨烯相关的模型,研究了金属中不同类型的费米表面拓扑跃迁在霍尔系数、霍尔电导率$σ_{xy}$和纵向电导率$σ_{xx}$中的特征。当电场随时间变化时,这些量作为频率的函数的行为也被研究。作为一个例子,非零的Berry曲率,我们研究的磁输运的Haldron模型在此范围内。此外,还给出了$E^2$的线性和非线性电流公式.
2022-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Chiral superconductors from parent states with nonuniform Berry curvature: Momentum-space vortices, Bogoliubov-de Gennes topology, and thermal Hall conductivity
University of Toronto(多伦多大学);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高等研究院)
本文研究了从非均匀 Berry 曲率的母电子态中产生的手性超导性,通过连续 λ_N 模型分析动量空间涡旋、BdG 超导拓扑性和热霍尔电导率,揭示 Berry 曲率在手性超导性形成中的关键作用。
2026-08-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con