Room temperature magnetism on the zigzag edges of phosphorene nanoribbons
几十年来，寻找室温铁磁半导体已经发展成为材料科学和自旋电子学的一个广泛领域，然而，这些新的状态仍然很罕见。磷烯是近年来合成的一种具有有限带隙和高载流子迁移率的单层蜂窝状黑磷。在这里，我们表明，通过两种不同的大尺度量子Monte-Carlo方法，相对弱相互作用可以导致显着的边缘磁性的磷烯纳米带。基态约束路径量子蒙特卡罗模拟揭示了沿锯齿形边缘的强铁磁关联，有限温度行列式量子蒙特卡罗计算显示了高达室温的高居里温度。
2016-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Dynamical Signatures of Edge-State Magnetism on Graphene Nanoribbons
我们使用投影量子蒙特卡罗模拟和自洽平均场近似的哈伯德模型研究了石墨烯纳米带的边态磁性。静态磁关联被发现是短期的。然而，相关长度增加的宽度的带状物，这样已经为中等宽度的带状物，我们观察到一个强烈的趋势，平均场型铁磁相关性在锯齿形边缘。这些相关性是伴随着一个占主导地位的低能量峰值在本地的光谱功能，我们建议，这可以用来检测边缘状态的磁性扫描隧道显微镜。动态自旋结构因子在边缘的一个带表现出一个近似线性分散集体磁振子模式在低能量衰减到斯通纳模式超出的能量尺度，它合并到粒子-空穴连续。
2011-06-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topologically ordered zigzag nanoribbon: $e/2$ fractional edge charge, spin-charge separation, and ground state degeneracy
我们数值计算了具有显示$e/2$分数边缘电荷的中间带隙态的相互作用无序锯齿形石墨纳米带（ZGNR）的态密度（DOS）。计算的Hartree-Fock DOS是线性的临界无序强度的间隙消失。这意味着$I\propto V^2$的$I\mbox{-}V$曲线。因此，$I\mbox{-}V$曲线测量可以产生在相互作用的无序ZGNR中的分数电荷的证据。我们发现，即使是一个弱的无序势作为一个奇异的锯齿形边缘电子态的扰动，产生剧烈的变化，在能谱。自旋-电荷分离和分数电荷在边缘反铁磁性的重构中起着关键作用。我们的结果表明，相互作用无序ZGNR是一个拓扑有序的Mott-Anderson绝缘体。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Interplay between the edge-state magnetism and long-range Coulomb interaction in zigzag graphene nanoribbons: quantum Monte Carlo study
我们进行了投影量子蒙特卡罗模拟的锯齿形石墨烯纳米带在一个现实的模型与长程库仑相互作用。增加非局部相互作用相对于原位排斥的相对强度不会产生相变，但具有许多非平凡的影响。在单粒子水平上，我们观察到狄拉克点处费米速度的显著增强。在双粒子水平，自旋和电荷密度波动相互竞争。因此，边缘磁矩减小，但边缘色散关系增加，在这个意义上，在动量$q=π/|{\pmb a}_1|$增长的单粒子间隙。我们把这归因于非局域电荷波动，它有助于自旋波动产生上述间隙。相反，不同能量尺度的相互作用诱导的重整化的净结果是恒定的边缘模式的自旋波速度。然而，由于粒子-空穴连续谱被转移到更高的能量-由于费米速度的重整化-朗道阻尼减少。结果，在边缘处的大致线性的自旋波样模式通过布里渊区的较大部分扩散。
2017-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Nature of Edge Magnetism in Graphene
有人认为，从退相干为主的经典磁性的波动为主的量子磁性的微妙的交叉是实验上可访问的石墨烯纳米带。我们表明，纳米尺度的宽度决定了边缘磁性是否在经典侧，量子侧，或在两者之间。在经典的制度，退相干是占主导地位的，并导致静态自旋极化在带的边缘，这是很好地描述了平均场论。量子芝诺效应被确定为负责自旋极化的基本机制，从而使石墨烯在自旋电子学中的应用成为可能。然而，在量子方面，自旋极化被动力学过程破坏。因此，石墨烯磁性的可调性为量子-经典交叉的研究提供了一条可行的途径。
2014-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum phase transitions in effective spin-ladder models for graphene zigzag nanoribbons
我们研究了量子自旋模型中的磁相关性，这些模型是最近作为石墨烯纳米带边缘态的电子相关效应的有效低能理论导出的。为此，我们采用量子蒙特卡罗模拟访问的大距离属性，占量子波动超出平均场理论方法的边缘磁性。对于某些手性纳米带，反铁磁边间耦合先前被发现诱导有效自旋模型的带隙量子无序基态。我们发现，在锯齿形纳米带的有效自旋模型中的边缘内耦合的扩展性质导致在大的，有限的边缘间耦合值的量子相变。该量子临界点将量子无序区域与在弱边缘内耦合下的稳定边缘磁性的无隙相分离，所述无隙相包括宽锯齿形纳米带的自旋梯模型的基态。为了研究量子临界行为，有效自旋模型可以与具有长程铁磁链内耦合的两个反铁磁耦合Haldane-Shastry自旋半链模型相关联。临界指数的结果也比较了最近几个重整化群计算相关的长程相互作用量子系统。
2017-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phase Diagram and Crossover Phases of Topologically Ordered Graphene Zigzag Nanoribbons: Role of Localization Effects
本文计算石墨烯锯齿形纳米带随在位排斥、掺杂与无序强度变化的相图，揭示局域化与排斥竞争导致的交叉相、分数电荷及边缘隧穿异常。
2024-04-05 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Magnetic Correlations in Short and Narrow Graphene Armchair Nanoribbons
窄扶手椅纳米带末端的电子态会产生一对非局部纠缠的自旋。我们提出了两个实验来探测这些磁状态，基于磁力学和隧道光谱学，其中相关效应导致对外部磁场的显著的非线性响应。基于我们在这里推导的低能理论，评估磁边缘态的这些非线性特征非常简单。有效的理论特别适用于参数制度，其他方法，如量子蒙特卡罗模拟是非常困难的，由于指数小的能量尺度。这里讨论的扶手椅带状设置提供了一个有希望的良好控制（实验和理论）的环境，用于研究石墨烯基纳米结构中边缘磁性背后的原理。
2013-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetism of Finite Graphene Samples: Mean-Field Theory compared with Exact Diagonalization and Quantum Monte Carlo Simulation
采用哈伯德模型的自洽平均场论研究了有限几何条件下石墨烯的磁性。已知这种方法可以预测单层石墨烯量子点和纳米带中接近锯齿形边缘的铁磁边缘状态。为了评估这种方法的准确性，我们进行互补精确对角化和量子蒙特卡罗模拟。我们观察到良好的定量协议的所有数量的库仑相互作用是不是太强。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Emergence of magnetism in graphene materials and nanostructures
基于碳的磁性材料和纳米结构为自旋电子学等未来技术应用提供了独特的机会。本文综述了石墨烯衍生的系统，其中磁相关性由于尺寸减小、无序和其他可能的情况而出现。特别是，零维石墨烯纳米碎片，一维石墨烯纳米带，以及石墨烯和石墨中的缺陷诱导磁性都被覆盖。在这些系统中出现的磁性的可能的物理机制的说明与计算的例子的帮助下，基于简单的模型哈密顿。此外，这篇评论还包括自旋输运性质，石墨烯基自旋电子器件的设计，有限温度下的磁有序以及最新的实验成果。
2010-04-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Double perovskite heterostructures: Magnetism, Chern bands, and Chern insulators
氧化物异质结构可控生长的实验表明，实现低维关联电子拓扑非平凡态的前景。在这里，我们研究异质结构组成的{111}-双层的双钙钛矿隔离惰性带绝缘体。在本体中，这些双钙钛矿具有与巡游电子相互作用的明确的局部矩，从而导致高温铁磁性。在二维蜂窝状{111}-双层结构中，我们发现了一个丰富的相图，具有可调的铁磁序，拓扑Chern带和C=2的Chern绝缘体制度。一个有效的双带模型塞曼分裂j=3/2状态捕捉到这种非平凡的带拓扑结构。我们的研究结果是广泛的相关性氧化物材料，如Sr 2FeMoO 6，Ba 2FeReO 6，Sr 2CrWO 6。
2014-07-28 cond-mat.str-el
A Guide to the Design of Electronic Properties of Graphene Nanoribbons
石墨烯纳米带（GNRs）是一种一维纳米结构，具有丰富的电子行为。根据它们的结构，GNR实现了金属和半导体电子结构，其带隙可以在宽范围内调节。某些GNR还表现出一种特殊的带隙磁相，可以诱导半金属态以及拓扑非平凡的量子自旋霍尔电子相。由于它们的电子性质是高度可调的，GNRs已迅速成为一个热门的研究课题，朝着石墨烯基纳米结构的设计技术应用。这个帐户提出了一个教学概述的各种自由度的原子结构和相互作用，研究人员可以用来定制这些材料的电子结构。该帐户提供了有关物理概念的广泛情况，有助于通过合成技术合理设计具有所需电子特性的GNR。
2013-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topologically protected, correlated end spin formation in carbon nanotubes
对于大多数手性，半导体纳米管显示拓扑保护的多个简并的最终状态。我们使用基于密度矩阵重整化群的量子化学工具证明了库仑相互作用的存在诱导了强端自旋的形成。这些是石墨烯纳米带中出现的铁磁边缘状态的密切类似物。两端之间的相互作用对纳米管的长度、其介电常数以及末端自旋的大小敏感：对于$S=1/2$末端自旋，它们的相互作用是反铁磁的，而对于$S>1/2$，随着纳米管长度的增加，它从反铁磁变为铁磁。末端自旋之间的相互作用可以通过改变环境的介电常数来控制，从而为双自旋量子操纵提供了可能的平台。
2021-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topologically Protected Surface Altermagnetism on Antiferromagnets
University of Zürich（苏黎世大学）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Université Grenoble Alpes, CNRS, Grenoble INP, Institut Néel（格勒诺布尔阿尔卑斯大学、法国国家科学研究中心、格勒诺布尔理工学院、内埃尔研究所）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基克，巴斯克科学基金会）
本研究提出在反铁磁体表面实现拓扑保护的交替磁性，通过拓扑模型和实验验证，展示其在狄拉克半金属中的应用。
2026-10-28 cond-mat.str-el
Electrically tuned topology and magnetism in twisted bilayer MoTe$_2$ at $ν_h=1$
该研究理论绘制 ν_h=1 扭转双层 MoTe$_2$ 随扭转角和层间电势差变化的相互作用量子相图，揭示电场诱导的拓扑与磁性转变及自旋手性电开关。
2024-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topologically-Driven Linear Magnetoresistance in Helimagnetic FeP
helimagnet FeP是具有MnP型结构的二元磷属元素化物材料家族的一部分，其具有非对称晶体对称性，该非对称晶体对称性通过元素组成的变化保持一般的能带结构特征。它显示出许多相似之处，包括在其磁性顺序，同构的CrAs和MnP，两种化合物在施加压力下被驱动到超导性。在这里，我们提出了一系列的高磁场实验高品质的FeP单晶，显示电阻不仅增加了不饱和的几百倍，其零场值35 T，但它也表现出一个有害的线性场依赖性在整个磁场范围内，当该领域是精确地沿晶体学c轴对齐。量子振荡频率与电子结构计算的密切比较将这种取向与能带结构中的半狄拉克点联系起来，该半狄拉克点在垂直于场的平面中沿单一方向线性分散，这是整个材料家族的一个受保护的特征。我们发现，MR的两个显着的特点-大幅度和线性场依赖性-分别出现在这个系统中，后者可能是由于有序的磁性和拓扑能带结构的组合。
2021-01-30 cond-mat.str-el
Atomic perspective on the topological magnetism in kagome metal Co3Sn2S2
本视角概述了利用扫描隧道显微镜研究kagome金属Co3Sn2S2的最新进展，探讨了表面识别、平带轨道磁性、Weyl拓扑边界态及量子杂质态，强调了该技术在原子尺度揭示拓扑、磁性与关联相互作用中的关键作用。
2025-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Non-coplanar magnetism, topological density wave order and emergent symmetry at half-integer filling of moiré Chern bands
扭曲双层和单双层石墨烯是基于石墨烯的莫尔材料，其在具有拓扑非平凡特征的栅极可调谐导带中承载强关联费米子。利用无偏精确对角化和非限制Hartree-Fock计算，我们发现强的电子-电子相互作用导致非共面磁态，它具有与三角晶格上的四面体反铁磁体相同的对称性，可以被认为是与摩尔尺度相称的Skyrmion晶格，与一组铁磁竞争，拓扑电荷密度波具有近似的涌现O（3）对称性，将不同的电荷密度波状态相互“旋转”。与精确对角化的直接比较表明，有序相位在无限制Hartree-Fock近似下得到了精确描述。表现出有限的电荷间隙和陈数$|C|=1$，形成的电荷密度波秩序，这是密切连接到一个skyrmion晶格相是一致的，最近的实验对这些系统。
2023-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Relationship among Structural, Disordered, Magnetism and Band Topology in MnSb2Te4(Sb2Te3)n Family
本文研究了MnSb2Te4(Sb2Te3)n家族单晶，发现了新纯相MnSb8Te13，证实其具有铁磁性与拓扑非平庸电子结构，并系统分析了结构、磁性、拓扑与无序间的关系，为在磁转变温度附近实现QAHE提供新平台与方向。
2025-10-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum-geometry-driven Mott transitions and magnetism
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本文通过量子几何驱动莫特相变和磁性转变，揭示了多轨道和莫尔材料中电子相互作用的物理机制。
2026-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetism-induced topological transition in EuAs3
磁性拓扑半金属中磁性和拓扑之间相互作用的本质仍然是个谜，但可能会导致各种新的物理学。通过对磁性半金属EuAs $_3$的$ab$ $initio$能带计算、电输运和角分辨光电子能谱（ARPES）测量，证明了低温下磁性半金属EuAs从顺磁或自旋极化态的拓扑线半金属到反铁磁（AFM）基态的拓扑重狄拉克金属的磁致拓扑跃迁，具有一对重狄拉克点，（010）面上的反转带和拓扑表面态。Shubnikov-de Haas（SdH）振荡在AFM状态下识别非零Berry相位和由手征异常引起的负纵向磁阻（$n$ -LMR），证实了通过能带计算预测的拓扑性质。当磁矩被外部磁场完全极化时，在1.8 K和28.3 T下观察到$\sim$ 2 $\times10^5$ %的不饱和且极大的磁阻（XMR），这可能是由拓扑保护引起的。与自旋极化态的能带计算相一致，识别出四个不同于AFM态的量子振荡新能带，其中两个是拓扑保护的。提出了自旋极化态和顺磁态下布里渊区（BZ）$Y$点的节线结构，并用ARPES证明了后者。此外，温度诱导的Lifshitz转变伴随着一个新的带低于3 K的出现被揭示。这些结果表明，磁性EuAs $_3$提供了一个丰富的平台，探索奇异的物理所产生的相互作用的磁性与拓扑结构。
2020-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Antichiral spin order its Goldstone modes and their hybridization with phonons in the topological semimetal Mn3Ge
对不同物理量具有强输运响应的量子材料具有重要的基础意义，并可能具有技术潜力。相互作用和拓扑结构之间的相互作用通过自发对称性破缺和相关的畴结构对量子输运的影响来驱动这样的响应。在这里，我们提供了一个全面的描述Mn 3Ge，一个反铁磁kagomebased半金属与室温运输异常拓扑保护Weyl节点的磁性。利用极化中子衍射，我们表明所有重要的磁性结构是反手征和共面携带铁磁体的对称性，没有明显的磁化。我们探测和分类的长波长激发，确定其宏观响应，包括一组集体磁弹性模式。我们开发了一个唯象自旋哈密顿与交换，Dzyaloshinskiii-Moriya，和晶体场的相互作用来描述其集体磁性。驱动量子输运的磁性的巡回特征在自旋波阻尼和扩展的磁性相互作用中是明显的。我们的工作为操纵Mn_3Ge的手性反铁磁织构以控制其拓扑量子输运提供了科学依据。
2020-07-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Unconventional Metallic Magnetism: Non-analyticity and Sign-changing Behavior of Orbital Magnetization in ABC Trilayer Graphene
本文研究ABC三层石墨烯四分之一金属相中轨道矩主导的非常规金属铁磁性，发现轨道磁化随掺杂出现两次变号及拓扑Lifshitz转变引起的奇点，而基态谷和自旋极化保持不变，并给出可实验检验的磁矫顽场预测。
2023-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
