Photoelectric phenomena in structures based on high-resistivity semiconductor crystals with a thin insulator layer at the semiconductor-metal boundary
一个以前未知的效果-巨大的空间重新分布的电场强度在晶体结构的照明下-被发现和研究在高电阻率（半绝缘）半导体碲化镉晶体（金属-薄绝缘体-半导体-薄绝缘体-金属结构）的实际光敏电阻。本文对高阻半导体晶体中的光电现象提出了一个新的概念.这个概念是基于这样的想法，即在这种条件下，在照明下的载流子寿命保持不变的场的重新分布在这些现象中起着决定性的作用。的效果的性质进行了描述，晶体和绝缘体层的参数的结构的特性的依赖性解释了这种效果的表现形式，和方法来生产规定的光电特性的新设备和科学方法的结构进行检查。
2007-04-20 cond-mat.mtrl-sci
Ordered Growth of Topological Insulator Bi2Se3 Thin Films on Dielectric Amorphous SiO2 by MBE
拓扑绝缘体（TI）是一种特殊的材料，由于强的自旋轨道耦合，在其表面具有拓扑保护态。然而，在非晶衬底和/或绝缘体上缺乏有序生长的TI薄膜对TI结的应用提出了挑战。报道了用分子束外延（MBE）技术在非晶SiO2衬底上生长拓扑绝缘体Bi 2 Se 3薄膜。为了实现Bi_2Se_3在非晶表面上的有序生长，通过Se钝化抑制界面处其它相的形成。结构表征表明，Bi 2Se 3薄膜是沿[001]方向生长的，具有良好的周期性，薄膜是通过范德华外延机制生长的。在非晶SiO2衬底上生长的Bi_2Se_3薄膜具有弱的反局域化效应，其电学特性受选通响应的调制。我们的方法为有序生长的Bi_2Se_3在非晶介质表面呈现出相当大的优势，与非晶绝缘体或介质薄膜的TI结。
2013-08-18 cond-mat.mtrl-sci
Direct Graphene Growth on Insulator
石墨烯器件的制造通常受到硅技术和石墨烯生长方法之间的不相容性的阻碍。从石墨上剥离下来的薄膜非常好，但主要用于研究。在金属上生长的石墨烯具有技术潜力，但需要机械转移。通过SiC分解的生长需要超过技术极限的温度预算。这些问题可以通过直接在绝缘体上生长石墨烯来规避，这意味着范德华生长。在生长期间，绝缘体充当限定生长平面的支撑件。在器件中，它使石墨烯与Si衬底绝缘。我们展示了石墨烯在云母表面的平面生长。这是通过高于600°C的分子束沉积实现的。高分辨率拉曼扫描说明了生长参数和衬底形貌对薄膜完整性的影响。从头计算表明，增长模型。数据分析强调了表面台阶处的成核与平坦表面处的成核之间的竞争。作为一个概念的证明，我们显示的证据，电场效应的晶体管与直接生长的通道。
2011-06-10 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Field Effect Induced Topological Crystalline Insulators In Monolayer IV-VI Semiconductors
最近预测了二维（2D）拓扑晶体绝缘体（TCI）的薄膜的SnTe类的IV-VI族半导体，它可以主机金属边缘状态的镜像对称保护。随着厚度的减小，量子限制效应将增加并超过临界厚度以下的反向间隙，将TCIs变成正常的绝缘体。令人惊讶的是，基于第一性原理计算，我们证明了（001）单层IV-VI族岩盐半导体XY（X=Ge，Sn，Pb，Y= S，Se，Te）是二维TCI，在单层PbTe中基本带隙高达260 meV，为实现带隙可调的二维Dirac费米子系统提供了材料平台。这种意外的非平凡拓扑相源于单层中的强{ \it晶场效应}，其提升了$p_{x,y}$和$p_z$轨道之间的简并性，并导致阳离子$p_z$和阴离子$p_{x,y}$轨道之间的能带反转。这种晶场效应诱导的拓扑相为寻找和设计其他原子级薄的二维拓扑材料提供了一种新的策略。
2015-04-27 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of crystal and electronic structures in topological insulators by rare-earth doping
研究了稀土掺杂拓扑绝缘体Sm 0.1Sb 1.9Te 3单晶在高达14 T的磁场下的磁输运特性。研究发现，在低温和高磁场下，晶体的磁输运行为表现出Shubnikov de Haas振荡。SdH振荡的结果从体和表面状态的混合贡献。我们还研究了不同磁场方向上的SdH振荡，揭示了三维费米面拓扑结构。通过拟合的振荡电阻与Lifshitz Kosevich理论，我们绘制了一个朗道级风扇图，显示预期的非平凡的阶段。另外，密度泛函理论计算表明，Sm掺杂改变了Sb2Te3的晶体结构和电子结构。本工作表明，稀土掺杂是一种有效的方法来操纵的拓扑绝缘体的费米面。我们的结果为实现磁性拓扑绝缘体中的奇异拓扑效应提供了可能。
2019-07-10 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Structure and Chemistry of Topological Insulators
拓扑表面态是一种新的物质电子态，近年来在一些小带隙半导体晶体的解理表面上被观测到。使这些状态的潜在化学因素是晶体对称性，强自旋轨道耦合的存在，以及通常有助于价带和导带的体电子态的能量的反转。这篇评论的目的是简要介绍拓扑绝缘体的物理化学观众和描述的化学，缺陷化学，和晶体结构的化合物在这个新兴的领域。
2013-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-ordering-induced quantum phase transition between topological crystalline insulator and Z2 topological insulator
单一材料中的拓扑相变通常是指平凡带绝缘体和拓扑狄拉克相之间的转变，但这种转变也可能发生在不同类别的拓扑狄拉克相之间。然而，在同一材料中实现Z2非平凡拓扑绝缘体（TI）和拓扑晶体绝缘体（TCI）之间的量子跃迁是一个根本的挑战，因为Z2 TI和TCI对能带反转数目的矛盾要求使得它们很难共存于同一材料中。Z2 TI在所有的时间反演不变动量上必须有奇数个带反转，而新发现的TCIs作为受潜在晶体对称性保护的拓扑狄拉克材料的一个独特类别，拥有偶数个带反转。以PbSnTe_2合金为例，说明在适当的合金成分下，原子有序化是调节合金对称性的有效途径，当合金从无序相有序化为稳定的CuPt相时，可以实现TCI相和Z_2 TI相的电转换。我们的研究结果表明，原子有序提供了一个新的平台，在不同的拓扑相位之间切换。
2017-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Realization of Epitaxial Thin Films of the Topological Crystalline Insulator Sr$_3$SnO
拓扑材料来源于对称性和拓扑之间的相互作用。拓扑能带理论的进展已经导致预测反钙钛矿氧化物Sr $_3$ SnO是拓扑晶体绝缘体，一种新的物质电子相，其（001）晶面的导电性受到晶体点群对称性的保护。然而，实现这种材料是具有挑战性的。在热力学计算的指导下，我们设计并实现了一种分子束外延（MBE）方法，实现了Sr $_3$ SnO单晶薄膜的吸附控制外延生长。原位传输和角度分辨光电子能谱测量揭示了金属和非平凡的拓扑性质的生长样品。与传统的分子束外延相比，所使用的合成路线的结果在优越的样品质量，并很容易适应其他拓扑系统与反钙钛矿结构。拓扑晶体绝缘体薄膜的成功实现为通过外延应变和异质结构调整对称性来操纵拓扑状态提供了机会。
2019-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Metal-to-insulator transition in anatase TiO2 thin films induced by growth rate modulation
我们证明了近两个数量级的单相TiO 2薄膜的载流子密度的控制，通过调制脉冲激光沉积过程中的生长动力学，在固定的热力学条件下。这些TiO 2样品的光致发光光谱的电阻率和强度，这两者都与氧空位的数量，被示出强烈依赖于生长速率。定量模型被用来解释载流子密度的变化。
2012-05-18 cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of highly doped topological insulator Bi2Se3 crystals
采用Bridgman法合成了高掺杂拓扑绝缘体Bi2Se3单晶，并对其结构和电子性质进行了研究.通过X射线衍射，扫描隧道显微镜和拉曼光谱的晶格结构表征证实了高品质的生长单晶。角分辨光电子能谱直接揭示了电子能带结构中的拓扑表面态。输运测量表明，导电占主导地位的散装载流子，并证实了先前观察到的散装量子霍尔效应在这样的高掺杂的Bi2Se3样品。我们简要地讨论了几种可能的策略，降低体电导。
2012-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Crystal Symmetry Breaking in Few-Quintuple Bismuth Telluride Films: Applications in Nanometrology of Topological Insulators
我们报告的“石墨烯”机械剥离的单晶碲化铋薄膜的厚度范围从几个纳米的范围到散装限制的显微拉曼光谱调查的结果。发现由于晶体对称性破缺，碲化铋晶体中不具有拉曼活性的光学声子模A_（1u）出现在原子结构的薄膜中。面外A1u和A1g模与面内Eg模的强度比随薄膜厚度的减小而增大。拉曼光谱随薄膜厚度的变化可用于鉴定具有少至五层厚度的碲化铋晶体，这对于拓扑绝缘体和热电应用是重要的。
2010-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Layer Construction of Topological Crystalline Insulator LaSbTe
拓扑晶体绝缘体（TCI）是晶体保护的拓扑状态之一。任何TCI都可以变形为晶格中几个解耦的二维（2D）拓扑非平凡层的简单乘积态，这些层的晶体对称性称为层结构（LC）极限。在这项工作中，基于第一性原理计算，我们已经发现，无论是四相LaSbTe（t-LaSbTe）和正交LaSbTe（o-LaSbTe）可以解释为堆叠的二维拓扑绝缘体在每个晶格空间。由软声子模引起的从t-LaSbTe到o-LaSbTe的结构相变证明了实空间变化如何导致拓扑态的改变。基于LC理论分析了它们的拓扑不变量和基于安全性的指标。我们建议，LaSbTe是一个理想的例子，展示了LC范式，桥梁的实空间中的晶体结构的能带拓扑在动量空间。
2020-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Large Linear Magnetoresistance and Shubnikov-de Hass Oscillations in Single Crystals of YPdBi Heusler Topological Insulators
报道了在YPdBi Heusler拓扑绝缘体单晶中观察到的大线性磁电阻（MR）和Shubnikov-de Hass（SdH）量子振荡。由于成功地获得了高质量的YPdBi单晶，在7 T的中等磁场下，观察到在5 K时高达350%和在300 K时超过120%的大的非饱和线性MR。除了大的场线性MR之外，样品在低温下还表现出明显的SdH量子振荡。的SdH数据的分析表明，高迁移率的体电子载流子占主导地位的磁输运，并负责在YPdBi晶体中观察到的大线性MR。这些结果表明，Heusler基拓扑绝缘体在研究新型量子输运性质和开发潜在应用方面具有优越性。
2013-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Defect-free SnTe topological crystalline insulator nanowires grown by molecular beam epitaxy on graphene
采用分子束外延技术在石墨烯/SiC衬底上生长了SnTe拓扑晶体绝缘体纳米线。纳米线具有立方岩盐结构，它们沿[001]晶向生长，并具有由{100}晶面组成的四个侧壁，已知其具有狄拉克色散的金属表面态。彻底的高分辨率透射电子显微镜研究表明，纳米线生长在石墨烯上的范德瓦尔斯外延模式时，诱导的催化金纳米粒子与锡提供的SnTe熔剂混合，提供液体Au-Sn合金。纳米线是完全免费的结构缺陷，但它们的{001}侧壁是容易氧化，这指出了必要性的沉积保护帽，鉴于利用磁电传输现象涉及载流子占据拓扑保护状态。
2018-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulator Nanostructures
拓扑晶体绝缘体是表面态受晶体对称性而非时间反演对称性保护的拓扑绝缘体。与第一代三维拓扑绝缘体如Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3类似，拓扑晶体绝缘体也具有具有奇异电子性质的表面态，如自旋-动量锁定和狄拉克色散。迄今为止实验验证的拓扑晶体绝缘体是SnTe、Pb 1-xSnxSe和Pb 1-xSnxTe。由于拓扑保护来自晶体对称性，因此磁性杂质或面内磁场不会在拓扑晶体绝缘体中的表面态中打开能隙。此外，因为它们是立方结构而不是层状结构，所以分支结构或与其他材料的强耦合以获得大的邻近效应是可能的，这对于层状Bi 2Se 3和Bi 2 Te 3是困难的。因此，可以追求在三维拓扑绝缘体中无法实现的附加基本现象。在这篇综述中，拓扑晶体绝缘体SnTe纳米结构将被讨论。为了比较，将覆盖基于SnTe薄膜的实验结果。拓扑晶体绝缘体的表面态性质将简要讨论。
2014-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Epitaxial Growth and Band Structure of Antiferromagnetic Mott Insulator CeOI
通过DFT+U计算，预测CeOI为层状反铁磁莫特绝缘体.采用分子束外延技术在石墨烯/6 H-SiC（0001）衬底上成功地生长了单层CeOI薄膜。薄膜进行了研究，通过{ \it原位}扫描隧道显微镜和光谱，它示出了4.4 eV的带隙。还存在成分不明的金属相。这种稀土卤氧化物为二维磁性材料增添了新成员。
2020-05-09 cond-mat.mtrl-sci
Growth and band alignment of Bi2Se3 topological insulator on H-terminated Si(111) van der Waals surface
采用物理气相沉积法在氢钝化的Si（111）（H：Si）衬底上进行了Bi_2Se_3单晶薄膜的范德瓦尔斯外延。用X射线光电子能谱和紫外光电子能谱研究了Bi_2Se_3/H：Si异质结的价带结构。在Bi 2Se 3-H：Si界面处测得的肖特基势垒高度为0.31 eV。研究结果为经济地制备异质结和多层拓扑绝缘体的层状化合物家族铺平了道路。
2012-12-31 cond-mat.mtrl-sci
The topological-crystalline-insulator (Pb,Sn)Te - surface states and their spin-polarization
采用紧束缚方法，我们从理论上研究了Pb0.4Sn0.6Te -新发现的拓扑晶体绝缘体的表面态的性质。除了以前研究的（001）表面态外，还考虑了另外两个表面族，{011}和{111}，其中晶体岩盐结构的镜像对称性在拓扑保护中起着同样的作用。计算结果表明，（Pb，Sn）Te的（111）表面态应出现4个单拓扑保护的Dirac锥，而（110）表面态的保护被解除了2个L点.在这种情况下，由于两个L谷之间的相互作用，而不是狄拉克点能隙出现在表面态中。在所有研究的情况下，获得手征自旋织构。
2013-03-28 cond-mat.mtrl-sci
Step-edge epitaxy for borophene growth on insulators
硼化物是硼原子的单原子层，在二维（2D）材料中脱颖而出，具有多晶型、金属性、等离子体、超导性、物理探索和下一代器件的诱人特性。然而，它的相都是在金属基底上合成的，并与金属基底结合在一起，这阻碍了表征和使用。在惰性绝缘体上的生长将允许硼化物的合成后剥离，但其对这种衬底的弱粘附导致非常高的2D成核势垒，从而防止干净的硼化物生长。这个挑战可以在这里设计和演示，从头计算，战略规避。自然存在的1D缺陷，h-BN衬底表面上的台阶边缘，使硼外延组装，减少成核维度和降低势垒的数量级（至1.1 eV或更低），产生v1/9相。硼化物对绝缘体的弱粘附性使其易于进行综合性能测试或转移到设备设置中。
2021-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Fermiology and transport properties of the proposed topological crystalline insulator SrAg4Sb2
本研究结合输运测量、磁转矩测量和第一性原理计算，系统研究候选拓扑晶体绝缘体SrAg4Sb2的费米学与输运性质，证实其补偿半金属特性与能带反转结构，为拓扑晶体绝缘体研究提供了新的候选材料。
2024-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized (001) surface states of the topological crystalline insulator Pb_{0.73}Sn_{0.27}Se
我们研究了新发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）相中Pb_{0.73} Sn_{0.27} Se的（001）表面态的性质以及在带隙反转温度以上相应的拓扑平凡态。我们的计算不仅预测金属表面态与非平凡的手征自旋结构的TCI的情况下，但非金属（间隙）的表面态与非零自旋极化时，系统是一个正常的绝缘体。对于这两个阶段，角度和自旋分辨的光电子能谱学测量提供了确凿的证据，这些（001）表面态的形成Pb_{0.73} Sn_{0.27}硒，以及它们的手性自旋结构。
2012-12-08 cond-mat.mtrl-sci
Rock-salt SnS and SnSe: Native Topological Crystalline Insulators
与时间反演拓扑绝缘体不同，最近发现的拓扑晶体绝缘体（TCI）中具有狄拉克锥色散的表面金属态受到晶体对称性的保护。到目前为止，已经在SnTe和相关合金Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se/Te中观察到TCI行为，其包含具有大自旋轨道耦合（SOC）的重元素。在这里，通过结合第一性原理和{ \it ab initio}紧束缚计算，我们报告的TCI在相对较轻的岩盐SnS和SnSe的形成。该TCI的特征在于在高对称性（001）、（110）和（111）表面处的偶数个狄拉克锥，这些表面受到关于（$\bar{1}$ 10）镜面的反射对称性的保护。我们发现SnS和SnSe都具有本征反转的能带结构，并且SOC仅是打开体带隙所必需的。体积膨胀后的体带隙演化揭示了从环境压力TCI到拓扑平凡绝缘体的拓扑转变。我们的研究结果表明，SOC单独是不足以驱动的拓扑结构的转变。
2013-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetoresistance involves metal-insulator transition in single crystal La0.77Ca0.23MnO3
由于某些原因，这篇论文被撤回了
2008-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Mapping rules from nodal line semimetal to topological crystalline insulator in face centered cubic lattice
研究了在面心立方系统中，当引入自旋轨道耦合（SOC）时，在拓扑指数不能表示的结线半金属相中出现何种拓扑晶体绝缘体相.我们构造了一个包含两种不同节线相位的有效模型，并通过引入SOC计算了其中的镜像陈数，结果发现具有不同节线组态的两个节线相位映射到不同拓扑的晶体绝缘体相位.这一结果表明，关闭SOC和检查节点线配置可以区分两个拓扑晶体绝缘体相，这是以前的方法没有区分。
2020-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Distinct topological crystalline phases in models for the strongly correlated topological insulator SmB6
最近提出SmB 6既是强拓扑绝缘体又是拓扑晶体绝缘体。对于这个和相关的立方拓扑Kondo绝缘体，我们证明了四个不同的拓扑相位的存在，区别于镜像陈数的符号。我们用简单的可观测量来描述这些阶段，并为每个阶段提供具体的紧束缚模型。根据SmB 6的理论和实验结果，我们认为它实现了C^+_{k_z=0}=+2，C^+_{k_z=pi}=+1，C^+_{k_x=k_y}=-1的相位，并提出了相应的极小模型。
2015-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Crystalline Insulators and Dirac Octets in Anti-perovskites
我们预测了一类新的拓扑晶体绝缘体（TCI）的反钙钛矿材料的家庭与化学式A $_3$ BX。这里的非平凡拓扑结构产生于两个$J=3/2$四重态之间的带反转，这是由“狄拉克八重态”的广义狄拉克方程描述的。我们的工作表明，反钙钛矿是一个很有前途的新场所，探索能带拓扑结构，晶体对称性和电子相关性之间的合作相互作用。
2014-08-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic anisotropy of the single-crystalline ferromagnetic insulator Cr2Ge2Te6
Cr_2Ge_2Te_6（CGT）是一种层状铁磁绝缘体，由于其与Dirac材料的结合可以实现量子反常霍尔效应（QAHE）和发展新型自旋电子学器件，近年来引起了人们极大的兴趣。在这里，我们研究了单晶CGT的单轴磁各向异性能，并确定在其铁磁相的磁易轴是沿c轴方向。此外，CGT在居里温度以下是绝缘体。这些性质使得CGT成为一种潜在的有前途的候选衬底，用于与拓扑绝缘体集成以实现高温QAHE。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Weyl fermions and Fermi arcs in magnetized topological crystalline insulators
基于$k\cdot p$分析和实际紧束缚计算，我们发现磁性掺杂（Mn，Eu，Cr等）的Weyl半金属可以实现时间反转破缺。Sn $_{1-x}$ Pb $_x$（Te，Se）类拓扑晶体绝缘体。所有的外尔点在动量空间中分离得很好，并且由于高度的晶体对称性而具有几乎相同的能量。此外，外尔点和费米弧都可以通过改变Pb/Sn成分、压力、磁化强度、温度、表面电势等来高度调谐，开启了操纵外尔点和重新连接费米弧的可能性。
2016-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators in the SnTe Material Class
拓扑晶体绝缘体是一种新的物质状态，其中电子结构的拓扑性质源于晶体对称性。在这里，我们预测的第一个材料实现的拓扑晶体绝缘体在半导体SnTe，通过确定其非零拓扑指数。我们预测，作为这种非平凡拓扑结构的表现，SnTe具有金属表面态，在高对称性晶体表面（如{001}，{110}和{111}）上具有偶数个狄拉克锥。这些表面态形成了一种新型的高迁移率手性电子气，它对无序具有鲁棒性，并且通过晶体相对于{110}镜面的反射对称性进行拓扑保护。通过弹性应变工程或施加面内磁场来打破这种镜像对称性可以在表面上打开连续可调的带隙，这可能导致在热电、红外检测和可调电子学中的广泛应用。密切相关的半导体PbTe和PbSe也成为拓扑晶体绝缘体后，带反转的压力，应变和合金化。
2012-06-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman Spectroscopy of Bi2Se3-xTex (x= 0 to 3) Topological Insulator Crystals
我们报道了纯的和混合的块状拓扑绝缘体的晶体生长和拉曼光谱表征。该系列包括二元和三元碲铋矿拓扑绝缘体。我们详细分析了二元和三元碲铋拓扑绝缘体的Ag面外和Eg面内振动模的拉曼峰。两种平面外的Ag都表现出明显的原子尺寸依赖性峰位移，前者的影响远小于后者。这种情况对于平面Eg是相当有趣的，它不仅显示了移位，而且显示了更广泛的驼峰状结构。相同的去卷积显示两个清晰的峰，这被理解为在混合的碲铋矿拓扑绝缘体中存在单独的面内BiSe和BiTe模式。总之，本文报道和讨论了各种拉曼模式的良好表征的纯和混合拓扑绝缘体单晶。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large, high quality single-crystals of the new Topological Kondo Insulator, SmB6
SmB6最近被预测为拓扑近藤绝缘体，是第一个表现出拓扑表面态的强关联重费米子材料。高质量的晶体是研究这种材料的拓扑性质所必需的。用大功率氙弧灯成像炉，用浮区法生长了六硼化稀土SmB_6单晶。通过这种技术可以获得大的、高质量的单晶。由浮区技术生产的晶体没有焊剂材料的污染，并通过电阻率和磁化强度测量进行了表征。这些晶体非常适合于SmB6的表面和体积性质的调查。
2013-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large anomalous Nernst coefficient in an oxide Skyrmion crystal Chern insulator
通过第一性原理计算，预测了在EuO单层上引入载流子电子的Skyrmion晶体中会出现一个相当大的横向热电系数N，其大小可能达到应用的程度.这鼓励未来的实验来追求这样的效果。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Layered Topological Crystalline Insulators
拓扑晶体绝缘体（TCI）是其拓扑性质依赖于一般晶体对称性的绝缘材料。基于第一性原理计算，我们研究了由二维TCI层堆叠而成的三维晶体。根据层间相互作用，层状晶体可以实现不同的3D拓扑相位，其特征在于在布里渊区中的不等效镜不变平面上定义的两个镜陈数（MCN）（$μ_1,μ_2$）。作为一个例子，我们证明了新的TCI相可以实现在层状材料，如PbSe（001）单层/h-BN异质结构，并可以通过机械应变调谐。我们的研究结果揭示了MCN在倒易空间中不等价镜像对称平面上的作用，并为寻找新的拓扑材料开辟了新的可能性。
2015-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Molecular Beam Epitaxial Growth of Bi2Te3 and Sb2Te3 Topological Insulators on GaAs (111) Substrates: A Potential Route to Fabricate Topological Insulator p-n Junction
采用固体源分子束外延技术在GaAs（111）衬底上外延生长了高质量的Bi 2 Te 3和Sb 2 Te 3拓扑绝缘体薄膜。用反射高能电子衍射、原子力显微镜、X射线衍射和高分辨透射电子显微镜研究了它们在邻位和非邻位GaAs（111）衬底上的生长和行为。发现非邻位GaAs（111）衬底比邻位GaAs（111）衬底更能获得高质量的Bi_2Te_3和Sb_2Te_3薄膜。霍尔和磁阻测量表明，p型Sb_2Te_3和n型Bi_2Te_3拓扑绝缘体薄膜可以直接生长在GaAs（111）衬底上，这为在同一衬底上制备拓扑绝缘体pn结提供了一条途径，与现有半导体光电子器件的制备工艺相兼容。
2013-03-11 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Interface Engineering Enabled Low Temperature Growth of Magnetic Insulator on Topological Insulator
在异质结构中结合拓扑绝缘体（TI）和磁性材料对于推进基于自旋的电子学至关重要。磁绝缘体（MI）可以使用自旋喷涂工艺沉积在TI上，这是一种独特的非真空低温生长工艺。TI具有在暴露于大气时氧化的高反应性表面，使得在TI上生长旋转喷雾铁氧体具有挑战性。在这项工作中，它被证明是一个薄的钛覆盖层上TI，然后在大气中氧化，以产生一个薄的TiOx界面层，保护TI表面，而不会显着损害自旋传输从磁性材料的整个TiOx的TI表面状态。首先，证明了在Bi 2 Te 3/TiOx/Ni 80 Fe 20异质结构中，TiOx提供了对磁性物质扩散的优异阻挡，但保持了大的自旋泵浦效应。第二，TiOx也被用作Bi 2 Te 3上的保护性覆盖层，随后是MI，NixZnyFe 2 O 4（NZFO）的旋转喷射生长。对于最薄的TiOx阻挡层，由于扩散，Bi_2Te_3/TiOx/NZFO样品具有AFM无序界面层。随着TiOx阻挡层厚度的增加，扩散减少，但仍保持强的界面自旋泵相互作用。这些实验结果表明，一种新的方法，低温生长的磁绝缘体上的TI使接口工程。
2022-07-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbitally Driven Spin Pairing in the 3D Non-Magnetic Mott Insulator BaVS3: Evidence from Single Crystal Studies
测量了BaVS_3单晶在结构（T_S= 240 K）、金属-绝缘体（T_MI= 69 K）和可疑轨道有序（T_X= 30 K）转变过程中的静态电学和磁学性质。在金属态和绝缘态下，电阻率几乎是各向同性的。在T_X处的磁各向异性的异常信号相变到一个有序的低T状态。结果解释在最低晶场准双峰的轨道排序和自旋配对。在T_X<T<T_MI处的无序绝缘体被描述为非磁性对的经典液体。
2000-01-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Weak localization and Berry flux in topological crystalline insulators with a quadratic surface spectrum
本文研究了拓扑晶体绝缘体中二次带交叉表面态的弱局域化。结果表明，二次带交叉点的拓扑结构决定了WL电导率校正的负号。对于破缺的时间反转对称性的表面状态，一个明确的依赖关系的WL电导率上的带Berry通量得到和分析不同的载流子密度制度和类型的能带结构（正常或倒置）。这些结果提出了一种通过WL测量来检测带Berry通量的方法。
2013-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Crystalline Insulators and Topological Superconductors: From Concepts to Materials
本文综述了拓扑绝缘体以外的拓扑材料的最新研究进展，特别是拓扑晶体绝缘体和体相拓扑超导体。阐述了这些新拓扑材料的基本概念、模型哈密顿量和新颖的电子性质。的关键作用的对称性，其拓扑性质的基础上阐明。讨论了它们在材料实现中的关键问题。
2015-01-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Magnetic-Field Induced Semimetal in Topological Crystalline Insulator Thin Films
研究了拓扑晶体绝缘体（TCI）薄膜在外电磁场作用下的电磁特性。TCI薄膜是一种以镜像陈数为指标的拓扑绝缘体。结果表明，在面内磁场作用下，随着一对具有相反手征的无隙锥的出现，带隙闭合。一对无间隙点具有相反的涡数。这是一个回忆的一对外尔锥在三维外尔半金属。因此，我们提出了一个磁场诱导的半金属-半导体转变的二维材料。这是一种巨磁阻效应，其电阻率受磁场控制。我们发现，外加电场使无带隙点发生位移，并使费米速度沿面内磁场的方向重整化。
2014-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhancement in surface mobility and quantum transport of Bi_(2-x)Sb_(x)Te_(3-y)Se_(y) topological insulator by controlling the crystal growth conditions
尽管对三维拓扑绝缘体（3D TI）进行了大量研究，但高质量（体绝缘和高迁移率）TI的受控生长仍然是一个具有挑战性的课题。本研究探讨单晶化学计量比BiSbTeSe 2（BSTS）的合成方法的作用。采用熔融生长法（MG）、Bridgman生长法（BG）和两步熔融Bridgman生长法（MBG）制备了三种不同类型的BSTS样品。我们的研究结果表明，BSTS的晶体质量强烈依赖于生长方法。晶体结构和成分分析表明，MBG法生长的BSTS具有较好的均匀性和高度有序的晶体结构。这与样品的电输运性质很好地相关，其中在MBG BSTS装置中观察到表面迁移率的实质性改善。晶体质量和迁移率的提高使得在低磁场下观察到良好的量子霍尔效应。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Growth and Characterization of Hybrid Insulating Ferromagnet-Topological Insulator Heterostructure Devices
我们报告的集成的绝缘铁磁体GdN的拓扑绝缘体Bi 2Se 3的外延膜，并提出详细的结构，磁性和输运特性的异质结构。制造多通道霍尔酒吧裸和GdN盖帽部分，使磁输运性质的直接比较。我们表明，磁覆盖层的存在下，在抑制弱反本地化的顶面的结果。
2013-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric effects in topological crystalline insulators
我们研究了在短程和长程杂质相互作用下拓扑晶体绝缘体的电导率和热电效应。我们采用广义玻尔兹曼形式的各向异性费米表面系统。由于表面态能带结构鞍点处的范霍夫奇异性，电导率随掺杂浓度的变化呈现局部极小值。在高能量狄拉克点处的载流子的带间散射的抑制导致电导率的最大值。当费米能级通过电导率的极值时，塞贝克系数改变符号。此外，它揭示了深刻的热电效应，可以达到这些极值点附近。
2016-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interplay between spin-orbit coupling and crystal-field effect in topological insulators
能带反转是时反不变性拓扑绝缘体（TI）的关键特征之一，其产生主要是由于自旋轨道（SO）耦合。在这里，基于从头计算密度泛函计算，我们报告了一个理论研究的SO驱动的带反转的同质结构的铋和锑硫属化物TI从其相互作用的观点与晶体场效应。我们计算SO诱导的能量转移的状态在顶部的价和底部的导电流形，并重现这种行为使用一个简单的单原子模型调整，将晶体场效应。晶体场分裂与SO耦合相互竞争，即晶体场分裂越强，SO带移越弱。我们进一步展示了如何通过改变化学成分来控制这两种效应，而晶体场分裂可以通过单轴应变来调节。这些结果为合理设计新型热绝缘材料以及控制现有材料的性能提供了实际指导。
2016-06-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Confined vs. extended Dirac surface states in topological crystalline insulator nanowires
将二维狄拉克费米子限制在拓扑绝缘体表面上一直是一个突出的概念挑战。在这里，我们表明，狄拉克费米子限制是可以实现的拓扑晶体绝缘体（TCI），主机多个表面狄拉克锥取决于表面终止和它保留的对称性。这种限制最显著地反映在纳米线几何结构中这些狄拉克态的通量依赖性中，其中不同的刻面连接以形成封闭的表面。使用SnTe作为一个案例研究，我们展示了如何线与所有四个方面的类型<100>显示新颖的Aharonov-Bohm振荡，而纳米线与四个方面的类型，<110>这种振荡是不存在的，由于强约束的狄拉克状态，每个面分别。我们的研究结果将TCI纳米线作为限制和操纵狄拉克表面态的通用平台。
2022-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Quadrupole Topological Insulators in 2D Nonsymmorphic Sonic Crystals
四极拓扑的发现为拓扑现象的研究开辟了新的视野。然而，现有的实验实现的四极拓扑绝缘体的对称晶格与$π$通量往往打破保护镜对称性。本文以具有$p4gm$和$p2gg$对称群的二维声子晶体为例，给出了无磁通量非对称晶体中反常四极拓扑绝缘体的理论.我们发现，反常的四极拓扑结构是由两个正交的滑移对称性在正方形或矩形晶格的保护。反常四极拓扑绝缘体的显著特征包括：（i）拓扑带隙之下的最小四个带，（ii）非简并带隙的Wannier带和具有带隙复合Wannier带的特殊Wannier扇区，（iii）这些Wannier扇区中的量子化Wannier带极化。值得注意的是，保护性的滑移对称性在声波晶体实现中得到了很好的保留，其中高阶拓扑跃迁可以通过对称性或几何工程来触发。
2020-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el physics.app-ph
Crystal Growth and Characterization of Bulk Sb2Te3Topological Insulator
Sb_2Te_3晶体采用传统的自熔法通过固态反应路线生长，通过熔化组成元素（Sb和Te）在高温（850 ℃）下，随后缓慢冷却（每小时2摄氏度）。低温下与低场（2特斯拉）相关的弱反局域化（WAL）磁导用Hikami-Larkin- Nagaoka（HLN）模型分析和讨论了2.5K和20 K时的温度场.简要介绍了一种简便、通用的Sb_2Te_3拓扑绝缘体（TI）晶体生长方法，并对其物理性能进行了表征。
2018-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoelectric polarizability and axion electrodynamics in crystalline insulators
电子在三维固体中的轨道运动可以产生赝标量磁电耦合$θ$，这是我们利用最近的弱非均匀材料极化理论推导出的单粒子情况下的一个事实。这种极化率$θ$与“轴子电动力学”拉格朗日量$Δ{\cal L}_{EM} = (θe^2 / 2 πh) {\bf E} \cdot {\bf B}$中出现的参数相同，已知该参数用于描述三维拓扑绝缘体（$θ=π$）的不寻常磁电特性。我们计算$θ$的一个简单的模型，访问的拓扑绝缘体，并讨论其连接到表面霍尔电导率。轨道磁电极化率可以推广到多粒子波函数，并定义了三维拓扑绝缘体，如IQHE，在拓扑基态响应函数。
2009-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Resistive relaxation in field-induced insulator-metal transition of a (La$_{0.4}$Pr$_{0.6}$)$_{1.2}$Sr$_{1.8}$Mn$_{2}$O$_{7}$ bilayer manganite single crystal
研究了（La $_{0.4}$ Pr $_{0.6}$）$_{1.2}$ Sr $_{1.8}$ Mn $_{2}$ O $_{7}$单晶的电阻弛豫，以考察双层锰氧化物场致绝缘体-金属转变的慢动力学.在recrystalline电阻中观察到的时间分布遵循拉伸指数函数，伴随着类似于在磁化和磁致伸缩数据中获得的缓慢弛豫。我们证明了在磁输运中的弛豫与磁弛豫有着密切的关系，可以在有效介质近似的框架下理解，假设一阶参数与二阶参数成比例。
2005-04-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Insulator-to-metal transition of SrTiO3:Nb single crystal surfaces induced by Ar+ bombardment
在本文中，Ar+轰击SrTiO 3：Nb表面层的效果进行了研究，在宏观和纳米尺度上使用表面敏感的方法。轰击后，化学计量和电子结构发生明显变化，导致与Ti“d”电子从d 0到d1和d2的变化相关的绝缘体到金属的转变。在轰击过程中，在表面上形成导电岛。诱导的金属状态是不稳定的，并且可以由于外部氧化的氧化还原过程而逆转，甚至在将样品加热到300°C的温度时通过自再氧化而逆转。
2013-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-filtered Edge States with an Electrically Tunable Gap in a Two-Dimensional Topological Crystalline Insulator
三维拓扑晶体绝缘体最近预测和观察的SnTe类的IV-VI半导体，主机金属表面状态的晶体对称性保护。在这项工作中，我们研究这些材料的薄膜，并揭示其潜在的器件应用。我们证明了沿（001）方向生长的SnTe和Pb（1-x）Sn（x）Se（Te）的薄膜在很宽的膜厚范围内是拓扑非平凡的，并且携带导电的自旋过滤边缘态，这些边缘态通过拓扑不变量受到（001）镜像对称性的保护。施加垂直于膜的电场将破坏镜像对称性并在这些边缘状态中产生带隙。这种功能促使我们提出一种新的拓扑晶体管器件，其中电荷和自旋输运最大限度地纠缠，并同时由电场控制。这种器件的高开/关操作速度以及自旋和电荷的耦合可能导致拓扑晶体绝缘体的电子和自旋电子学应用。
2013-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Valleytronics on the Surface of Topological Crystalline Insulator: Elliptic Dichroism and Valley-Selective Optical Pumping
拓扑晶体绝缘体（TCI）表面的低能理论的特征在于四个狄拉克锥在$x$和$y$方向上各向异性。最近的实验表明，可以通过对晶体结构施加应变而使晶体变形，从而在这些狄拉克锥中引入带隙。TCI曲面为我们研究Dirac锥带隙时的谷电子学提供了一条新的途径。事实上，该系统有陈数和三个valley-Chern数。我们研究了TCI表面的光吸收。虽然四个狄拉克锥具有相同的手征，但它仍表现出很强的椭圆二色性。也就是说，我们发现，由于狄拉克锥的各向异性，右和左偏振光的折射率是不同的，这取决于质量的符号和狄拉克锥的位置。通过测量这种椭圆二向色性，就有可能用实验来确定狄拉克锥的各向异性。
2014-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
New quantum critical points of $j=3/2$ Dirac electrons in antiperovskite topological crystalline insulators
我们研究了具有$O_h$对称性的立方晶体中$j=3/2$ Dirac电子的长程库仑相互作用的效应，它是反钙钛矿拓扑晶体绝缘体的有效模型.重整化群分析揭示了三个不动点，它们是洛伦兹不变量、旋转不变量和$O_h$不变量。其中，Lorentz-和$O_h$ -不变不动点在低能极限是稳定的，而旋转不变不动点是不稳定的。有限速度各向异性狄拉克费米子的稳定$O_h$不变不动点的存在性是固体中突现洛伦兹不变性的一个有趣的反例。
2016-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-trivial spin-texture of the coaxial Dirac cones on the surface of topological crystalline insulator SnTe
本文采用第一性原理计算研究了拓扑晶体绝缘体SnTe的非平凡表面态及其自旋织构。[001]表面上的表面态色散呈现出四个Dirac-cone，中心位于镜面和表平面的相交处。我们提出了一个简单的模型，两个相互作用的同轴狄拉克锥来描述的表面态色散和相关的自旋纹理。虽然由于晶体和时间反转对称性，面外自旋极化为零，但由于两个同轴狄拉克锥的相互作用，面内自旋织构显示出螺旋性和一些扭曲，表明非平凡的镜像陈氏数为-2，不同于$Z_{2}$拓扑绝缘体（如Bi/Sb合金或Bi $_2$ Se $_3$）中的值-1。表面态色散和它的自旋织构将提供一种实验上可获得的方法来确定非平凡的镜像陈氏数。
2013-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
