A general and beautiful picture for the realization of topological insulators is that the mass term of the Dirac model has a nodal surface wrapping one Dirac point. We show that this geometric picture based on Dirac points can be generalized to extended band degeneracies with nontrivial topological charges. As the nontrivial topological charges force the extended band degeneracies to be created or annihilated in pairs, when the nodal surface of mass wraps one such extended band degeneracy, the resulting gapped phase must be topologically nontrivial since it cannot adiabatically be deformed into a topologically trivial atomic insulator without closing the energy gap. We use nodal lines carrying a nontrivial $Z_{2}$ monopole charge in three dimensions to illustrate the physics. Notably, because the wrapping surfaces for an extended band degeneracy are diverse, we find that this generalization can bring topological insulators with unconventional pattern of boundary states.
Significant Unconventional Anomalous Hall Effect in Heavy Metal/Antiferromagnetic Insulator Heterostructures
反常霍尔效应（AHE）是一种量子相干输运现象，通常在高温下由于热退相而消失。因此，令人困惑的是，AHE可以生存在重金属（HM）/反铁磁（AFM）绝缘体（AFMI）异质结构在高温下，但在低温下消失。在本文中，我们报告了一个非常规的高温AHE在HM/AFMI只观察到附近的原子力显微镜的Néel温度，与大的异常霍尔电阻率高达40 n $Ω$ cm。这种机制是由于出现了一个非共线的AFM自旋织构与非零净拓扑电荷。原子自旋动力学模拟表明，这种独特的自旋织构可以通过共线AFM交换耦合、界面Dyzaloshinski-Moriya相互作用、热涨落和偏置磁场之间的微妙相互作用来稳定。
Geometric Spin Degeneracy in Spin-Orbit-Free Compensated Magnets
Seoul National University（首尔大学）；Institute of Applied Physics, Seoul National University（首尔大学应用物理研究所）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）
Observation of Two-Dimensional Bulk Electronic States in a Superconducting Topological Insulator Heterostructure Cux(PbSe)5(Bi2Se3)6: Implications for Unconventional Superconductivity
我们对Cux（PbSe）5（Bi 2Se 3）6（CPSBS; x = 1.47）（一种由拓扑绝缘体异质结构衍生的超导体）进行了角分辨光电子能谱（ARPES），以阐明与可能的非常规超导电性发生相关的电子态。当Cu嵌入到母体化合物（PbSe）5（Bi 2Se 3）6中时，我们观察到由于电子掺杂导致的体导带的明显能量偏移。CPSBS的光子能量相关的ARPES测量表明，所观察到的体带形成一个圆柱形的类电子费米面的布里渊区中心。体电子态的二维性质表明奇宇称Eu配对或偶宇称d波配对的发生，这两者都可以在超导态中提供马约拉纳束缚态的平台。
Unconventional band structure for a periodically gated surface of a three dimensional Topological Insulator
三维拓扑绝缘体的表面态由二维无质量Dirac方程描述。在这种表面上的栅电压诱导的一维势垒在狄拉克锥外的禁带中产生离散的束缚态。即使是一个单一的障碍，它示出这样的束缚态可以创建静电模拟的Shubnikov de Haas振荡，可以在实验上观察到相对较小的尺寸的样品。然而，当这些表面态暴露于这种栅极电压感应势垒的周期性布置时，其能带结构得到了非平凡的修改。预计这将显著改变宏观系统的性质。我们还认为，在适当的范围内，该系统可以提供静电控制电子自旋的方法，这可能是实际有用的。
Observation of cyclotron antiresonance in the topological insulator Bi2Te3
本文报道了正则三维拓扑绝缘体Bi $_2$ Te $_3$中回旋反共振的实验观察。研究了单晶Bi $_2$ Te $_3$在18 T磁场下的磁反射响应，并与以往研究的其他拓扑绝缘体进行了对比，反演了其主要光谱特征。我们称之为反共振。为了描述这种非常规的行为，我们提出了一个假想的回旋共振频率的想法，这在另一方面表明磁场施加在载流子上的洛伦兹力的形式采取了非常规的形式。
Emergence of Unconventional Interfacial Magnetic Phenomenon in Topological Insulator-Based Magnetic Heterostructures
在拓扑绝缘体（TI）/磁性绝缘体（MI）异质结构中，TI的大自旋轨道耦合和界面处的反转对称性破缺可以在界面处促进非平面自旋织构，例如skyrmion。这在常规霍尔设置中被观察为拓扑霍尔效应。虽然已经在TI/MI的界面处观察到这种效应，其中MI观察到垂直磁各向异性，但在具有面内磁各向异性的界面MI中发展的非平凡自旋纹理被报道不足。在这项工作中，我们利用平面霍尔效应（PHE）研究了Bi $_2$ Te $_3$ /EuS异质结构。我们观察到的平面拓扑霍尔和自发平面霍尔功能的特点是在界面处的非平凡的面内自旋纹理。我们发现，后者是最小的电流和磁场方向平行对齐时，和最大的样品平面内，这可能归因于潜在的平面各向异性的自旋织构垂直对齐时。这些结果表明的重要性，PHE灵敏的检测和表征的非平凡的磁相，逃避了勘探的TI/MI接口。
Signatures of unconventional superconductivity near reentrant and fractional quantum anomalous Hall insulators
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Jiao Tong University（上海交大李政道研究所）；School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学物理与天文学院）；Hong Kong University of Science and Technology（香港科技大学）；University of Tennessee（田纳西大学）；Fudan University（复旦大学）；Southern University of Science and Technology (SUSTech)（南方科技大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Min H. Kao Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of Tennessee（田纳西大学明H. Kao电气与计算机工程系）
Variety of scenarios of the magnetic exchange response in topological insulators
本文用相对论k.p理论研究了磁交换场对三维层状拓扑绝缘体带隙区能带结构的影响。对于垂直于层（沿$z$）的场，我们揭示了带隙边缘对磁化的响应的新颖的非常规方案。价态和导电态的修改被认为是在其$Γ$ -点自旋$s^z$和总角动量$J^z$的原子网站上的状态被本地化。实际情况取决于$s^z$和$J^z$是否具有相同或相反的符号。特别地，价态的相反符号和导电态的相同符号在Bi $_2$ Te $_3$中引起非常规响应-在体晶体和超薄膜中，这从根本上将这种拓扑绝缘体与Bi $_2$ Se $_3$区分开来，其中两种状态具有相同的符号.为了更深入地了解具有反向和非反向零场能带结构的绝缘体中的不同情况，从第一性原理出发构建了最小四带三阶k.p模型。在这个模型中，我们分析了绝缘体的场致能带结构，并确定了出现在磁相的外尔节点，并根据情况表现不同。我们用陈数$\mathcal{C}$表征了改进的能带结构的拓扑结构，发现非常规响应伴随着大的陈数$\mathcal{C}=\pm3$。
Finite momentum Cooper pairing in 3D topological insulator Josephson junctions
由强自旋轨道耦合和磁性之间的相互作用产生的非常规超导性是一个密集的研究领域。当库珀对受到磁交换耦合时，获得有限的动量，就会产生一种非常规的超导性。在这里，我们报告的有限动量库珀配对在3D拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的签名。我们将面内和面外磁场施加到邻近耦合的Bi 2 Se 3上，发现面内磁场在结中产生了空间振荡的超导序参量，并出现了反常的夫琅和费图案。我们描述了如何反常夫琅和费图案演变为不同的设备参数，我们用它来了解振荡的序参量的微观起源。实验数据与模拟结果的一致性表明，有限动量对的产生是由于塞曼效应和Aharonov-Bohm通量的共同作用。
Fragility of the Dirac Cone Splitting in Topological Crystalline Insulator Heterostructures
在拓扑晶体绝缘体如Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se的（001）面上发现的“双狄拉克锥”二维拓扑界面态具有远离时间反演不变动量的简并特征，并且是镜像对称保护和谷相互作用的表现。一维界面态中类似的简并位移已经被强调为拓扑晶体管的潜在基础，但实现这样的器件将需要对所涉及的谷间物理学的详细理解。此外，这种或类似器件在超高真空之外的操作将需要封装，并且必须理解这对拓扑界面状态的后果。在这里，我们解决这两个问题的情况下，二维表面状态使用角分辨光电子能谱。我们研究了用PbSe过度生长的体Pb $_{1-x}$ Sn $_{x}$ Se（001）晶体，实现了平凡/拓扑异质结构。我们表明，谷的相互作用，分裂的两个狄拉克锥在每个$\bar{X}$是非常敏感的原子尺度的表面的细节，表现出非单调的变化作为PbSe沉积的进展。这包括一个明显的总崩溃的分裂亚单层覆盖，消除了Lifshitz过渡。对于一个大的覆盖层厚度，我们观察到量子化的PbSe状态，可能反映了对称限制机制在掩埋的拓扑界面。
A new superconductor derived from topological insulator heterostructure
拓扑超导体（TSC）是当前的重要兴趣，因为它们为寻找马约拉纳费米子提供了有前途的平台。在这里，我们报告了一种新的超导体的合成插入到自然形成的拓扑绝缘体（TI）的异质结构由非拓扑PbSe单元分离的Bi 2 Se 3 TI单元。在TI基超导体中，这种材料的比热行为首次表明了具有间隙节点的非常规超导性的发生。在强自旋-轨道耦合超导体中，能隙节点的存在会导致自旋分裂的Andreev束缚态，这是拓扑超导性的标志。因此，这种新的超导体成为一个有趣的候选TSC。
