Parity (and time-reversal) anomaly in a semiconductor
物理学的奇偶异常,可能观察到的窄隙半导体,是重新审视。弗拉德金、达戈托和博扬诺夫斯基提出,畴壁上的佩尔斯畸变可以引起反常宇称的霍尔电流。我认为,扰动诱导的奇偶异常必须打破时间反演对称性,这排除了佩尔斯失真作为一个潜在的原因。我列出了所有可能产生异常的扰动。
2000-10-30 cond-mat.mes-hall hep-ph
Parity anomaly from LSM: exact valley symmetries on the lattice
该研究揭示了晶格中SU(2)谷对称性的奇偶异常,展示了其与LSM异常的关联,并通过Haldane质量项等变形验证了该异常的存在。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Signature of parity anomaly in the measurement of optical Hall conductivity in quantum anomalous Hall systems
宇称反常是指二维经典作用量的宇称对称性在全量子理论的任何正则化过程中都无法恢复的量子力学效应,其特征是半量子化的霍尔电导率。本文提出了一种在光学霍尔电导率测量中探索宇称反常的实验信号的方案,在适当的频率范围内,光学霍尔电导率几乎是半量子化的。研究了几种模型的光学霍尔电导行为,揭示了在低频或高频区域出现半量子化霍尔电导。光学霍尔电导率可以从克尔和法拉第旋转的测量和圆偏振光的吸收率提取。该方案为探索拓扑量子材料中宇称反常的特征提供了一种实用的方法。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
Framing Anomaly in the Effective Theory of Fractional Quantum Hall Effect
研究了分数量子霍尔效应有效作用量的几何部分。结果表明,考虑到量子Chern-Simons理论的框架反常是获得正确的引力线性响应函数的必要条件。在梯度的最低阶,线性响应生成泛函包括Chern-Simons,Wen-Zee和引力Chern-Simons项。后一项具有来自框架异常的贡献,框架异常固定霍尔热导率的值,并对球体上的H2O H态的霍尔粘度做出贡献。我们还讨论了框架异常对非阿贝尔的OOH态的线性响应的影响。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Signature of Parity Anomaly: Crossover from One Half to Integer Quantized Hall Conductance in a Finite Magnetic Field
本研究探究有限磁场下半磁性拓扑绝缘体薄膜中无质量狄拉克费米子的宇称反常,发现半量子化霍尔电导与宇称反常直接相关,其随磁场和无序的转变特征可作为宇称反常的关键指标,为理解能带拓扑与量子反常的关系提供新见解。
2023-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The Euler current and relativistic parity odd transport
对于具有单位矢量场的奇维时空,我们引入了一个新的拓扑流,它是守恒的,其电荷等于偶维类空叶理的欧拉特征标.这种电流的存在使我们能够在描述相对论量子霍尔态和(2+1)维超流体的有效场论中引入新的陈-西蒙斯型项。利用有效场论,我们计算了各种关联函数,并确定了输运系数。在量子霍尔的情况下,这个电流提供了自然的相对论推广的文-泽项,需要在量子霍尔系统的位移和霍尔粘度的特点。对于超流体的情况下,这一项需要有非零霍尔粘度和描述非s波配对的超流体。
2014-11-10 cond-mat.mes-hall hep-th
Altermagnetism-Induced Parity Anomaly in Weak Topological Insulators
本研究发现弱拓扑绝缘体表面引入交替磁性会产生具宇称反常的无质量狄拉克费米子,通过构建二维有效晶格模型并结合三维平板模型验证,揭示了半量子化霍尔电导等特性,为无净磁矩下研究宇称反常提供了新平台。
2025-09-04 cond-mat.mes-hall
Parity anomaly and spin transmutation in quantum spin Hall Josephson junctions
研究了与局域磁杂质耦合的量子自旋霍尔系统中的约瑟夫森效应。作为费米子宇称异常的结果,当穿过结的超导相位差前进$2π$时,杂质和自旋霍尔边缘的组合系统的自旋在半整数和整数值之间交替。这导致了交换耦合和单离子各向异性在相位差,其中保留时间保留对称性的自旋多重态分裂的特征差异。我们讨论了$8π$周期(或$\mathbb{Z}_4$)的分数约瑟夫森效应的背景下,最近的实验。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Hall diffusion anomaly and transverse Einstein relation
通常认为,电子流体对机械力(例如电场)或"统计力”(例如,化学势的梯度)由单一的线性输运系数-电导率控制。我们认为,这是不是在异常霍尔材料的情况下。特别是,我们发现,横向(霍尔)电流表现出两个不同的霍尔响应由一个非常规的{ \it横向}爱因斯坦关系,捕捉霍尔电导率和霍尔扩散常数之间的异常关系。我们给出的例子时,霍尔扩散异常是突出的,导致横向扩散过程中的霍尔电导率,反之亦然。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
Mirror anomaly and anomalous Hall effect in type-I Dirac semimetals
除了众所周知的手征反常外,狄拉克半金属还表现出镜像反常,与($2+1$)维质量狄拉克费米子的宇称反常非常相似。这种异常的可观测响应表现为在存在磁场的情况下在镜像对称平面上的奇异阶跃状异常霍尔响应。虽然这一结果似乎是有效的II型狄拉克半金属(严格地说,在线性化理论),我们发现,I型狄拉克半金属不具有这样的异常霍尔响应,即使在线性化理论的水平。特别是,我们表明,异常霍尔响应不断接近零,因为一个接近镜像对称角在I型狄拉克半金属,而不是奇异霍尔响应在II型狄拉克半金属。此外,我们还证明了在一定条件下,即使存在时间反演对称性破缺,线性化的I型狄拉克半金属的反常霍尔响应也可能消失。
2018-10-08 cond-mat.mes-hall
Proposal for measuring the parity anomaly in a topological superconductor ring
一个拓扑超导环的唯一特征是,当插入一个超导通量量子时,基态费米子数宇称发生了转换--这是拓扑宇称异常的直接结果。“尽管拓扑超导体有许多其他诱人的特征和应用,但这种基本的定义性质仍有待实验观察。在这里,我们提出了明确的检测费米子宇称开关的充电能量,温度和隧道势垒的依赖性的磁通周期性的两端电导的浮动超导环。我们将Ambegaokar-Eckern-Sch{<$}n形式推广到具有库仑充电能的超导体,建立了这种环的热力学和输运性质与超导体的拓扑不变量之间的新的显式关系。至关重要的是,我们表明,拓扑贡献的电导振荡可以隔离Aharonov-Bohm振荡的非拓扑起源的充电能量或障碍透明度的不同依赖。
2019-03-23 cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly induced nonlinear Hall effect in multi-Weyl semimetals
在实验上实现之后,Berry曲率偶极子(BCD)诱导的非线性霍尔效应(NLHE)引起了凝聚态物理学界的极大兴趣。本文研究了另一类霍尔效应,即多外尔半金属(mWSM)中手征反常诱导的非线性霍尔效应(CNHE)。与BCD诱导的NLHE相反,CNHE的出现是由于手征反常和非平凡Berry曲率引起的反常速度的共同作用。利用弛豫时间近似下的半经典Boltzmann理论,我们证明了与手征反常引起的线性霍尔效应相反,CNHE的大小随拓扑电荷n的增加而减小.有趣的是,我们发现与n=1的情况不同,CNHE在不同的平面上有不同的行为。我们对CNHE在mWSM中的行为的预测可以直接在实验中检查。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall
The nu=5/2 quantum Hall state revisited: spontaneous breaking of the chiral fermion parity and phase transition between abelian and non-abelian statistics
我们回顾了nu = 5/2量子霍尔坪的理论认识的最新进展,并提出了一个新的共形场论,稍有不同的摩尔读一个,描述另一个普适类相关的这个坪。基态仍然由Pfavian给出,并且是完全极化的,而基本准空穴是电荷为1/2的任意子,阿贝尔统计量θ = π/2,它们服从完全的自旋-电荷分离。物理黑洞是由两个这样的准黑洞加上一个自由的中性马约拉纳费米子。我们还计算了两种状态下手征持续电流的周期和振幅,并表明它们具有不同的温度依赖性。最后,我们发现了一个经典的两步相变之间的新的和Moore-Read状态,通过一个可压缩的状态,其特征在于自发破缺的一个隐藏的Z_2对称性对应的手征费米子宇称守恒的迹象。我们相信,这种转变可以解释在nu = 5/2的激活实验中观察到的"扭结"。
2002-04-08 cond-mat.mes-hall hep-th
Non-Relativistic Parity-Violating Hydrodynamics in Two Spatial Dimensions
我们构造了具有小U(1)背景场和涡度的二维耗散正常流体的非相对论宇称破坏流体动力学描述。这是通过在2+1维中采用最近发展的相对论流体力学的非相对论极限来实现的。我们确定和解释由此产生的宇称违反贡献的非相对论性本构关系,其中包括霍尔电流流动的温度梯度,霍尔粘度和Leduc-Righi能量电流垂直。此外,我们的研究结果进行了比较与非相对论宇称违反流体动力学从光锥降维。
2014-04-01 cond-mat.mes-hall hep-th
Parity anomaly and Landau-level lasing in strained photonic honeycomb lattices
我们描述了在应变光子蜂窝晶格中形成高度简并的类朗道能级放大态,其中放大打破了亚晶格对称性。由于宇称反常,第零朗道能级局域在单个子晶格上,并具有增强或降低的放大率。更高的朗道能级的光谱特性受到广义时间反演对称性的约束。在二维光子晶体激光器中,这种反常现象直接影响模式选择和激射阈值,而在三维光子晶格中,这种反常现象可以通过光束动力学来研究。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic detection of the parity anomaly in a two-dimensional Chern insulator
本文通过分析二维宇称反常陈绝缘体中的表面等离激元色散关系,揭示了体拓扑与色散的联系,并发现拓扑非平凡情况显著改变色散曲线,为探测宇称反常提供了等离激元途径。
2023-06-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nieh-Yan Anomaly: Torsional Landau Levels, central charge and anomalous thermal Hall effect
Nieh-Yan反常是由挠率与费米子相互作用引起的手征U(1)对称性的反常破坏。我们从扭转朗道能级的角度研究了这种异常。结果表明,除了最低的朗道能级外,其它的朗道能级对手征反常的贡献被抵消,而其它的朗道能级则是无隙的。因此,维数有效地从(3+1)维减少到(1+1)维。进一步证明了Nieh-Yan反常系数是(1+1)维自由能量密度。特别地,在有限温度下,热Nieh-Yan异常与中心荷成正比。外尔半金属的反常热霍尔电导与中心荷成正比,这是热Nieh-Yan反常的实验指纹。
2020-03-13 cond-mat.mes-hall
Nodal-line-enhanced quantum geometric effects: anomalous and nonlinear Hall effects in the parity-mixed antiferromagnet NbMnP
Osaka Metropolitan University(大阪公立大学);Tohoku University(东北大学);Toyama Prefectural University(富山県立大学);Osaka University(大阪大学)
NbMnP中奇偶性混合反铁磁体的节点线增强了量子几何效应,导致异常和非线性霍尔效应。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall
Robustness of Half-Integer Quantized Hall Conductivity against Disorder in an Anisotropic Dirac Semimetal with Parity Anomaly
提出一种破坏时间反演对称性且具有半整数量子化霍尔电导率的各向异性 Dirac 半金属,证明其半整数量子化在宽无序区域内保持鲁棒性,为研究宇称反常提供平台。
2023-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Topological piezoelectric effect and parity anomaly in nodal line semimetals
晶格变形作为有效轴向矢量场作用于狄拉克材料的低能激发。这允许通过对轴向规范场的响应来直接检测狄拉克材料的量子异常。研究了Dirac节线半金属中晶格振动引起的宇称反常,建立了拓扑压电效应,即,周期性晶格变形产生横向于变形场的拓扑霍尔电流。由这种压电效应引起的电流是无耗散的,其大小完全由节环的长度决定,导致半量子化的输运系数。我们的理论建议可以在实验上实现在各种节线半金属,如CaAgP和Ca $_{_3}$ P ${_2}$。
2020-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for Half-Quantized Chiral Edge Current in a C = 1/2 Parity Anomaly State
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Soochow University(苏州大学)
研究通过分子束外延生长的非对称磁性拓扑绝缘体三明治,在特定平面磁场下观察到半量子化霍尔电导平台,证实了C=1/2宇称异常态中半量子化手性边缘电流的存在。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Suppression of Extrinsic Anomalous Hall Conductivity in Disordered Parity Anomalous Semimetal
The University of Hong Kong(香港大学);Great Bay University(大湾区大学)
研究半磁性拓扑绝缘体薄膜中无序奇异性反常半金属的半量子化霍尔效应,发现侧跳和斜散射两种外在机制对反常霍尔电导无贡献,表明该体系具有抗无序的量子相特性。
2026-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly as origin of planar Hall effect in Weyl semimetals
该研究聚焦外尔半金属中的新奇输运效应,揭示手性反常与非平庸贝里曲率可引发平面霍尔效应,通过准经典分析给出两类外尔半金属的可检验实验特征。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Torsion, Parity-odd Response and Anomalies in Topological States
研究了一类拓扑系统对电磁和引力源的响应,包括挠率和曲率。利用反常多项式技术,导出了有质量狄拉克费米子在$d=2+1$和$d=4+1$中的宇称奇响应,为拓扑绝缘体提供了一个简单的模型.我们讨论了相应的边缘状态的协变异常,从一个Callan-Harvey异常流入,以及一个哈密顿谱流的观点。我们还讨论了我们的结果的适用性,如外尔半金属的其他系统。最后,利用$d=4+1$的降维方法,我们导出了在挠率和曲率存在下$d=3+1$时间反演不变拓扑绝缘体的有效作用量,并讨论了它的各种物理后果.
2014-07-25 cond-mat.mes-hall hep-th
Effective field theory, chiral anomaly and vortex zero modes for odd parity topological superconducting state of three dimensional Dirac materials
用三维有质量和无质量狄拉克费米子分别描述了各种窄禁带和无禁带半导体的低能准粒子色散。三维Dirac旋量结构中存在时间反演不变量、奇宇称和Lorentz赝标拓扑超导态。在这里,我们推导了这种拓扑成对态的有效场论的无质量狄拉克费米子在起伏塞曼项的存在下,这似乎是一个手征规范场。有效理论包括一个混合的电磁和手征异常项的体积,和一个组合的纯异常和混合异常的表面。在本文中,我们证明了在一般条件下,在稀涡相中费米子零模的存在。利用零模的存在性及其与反常的密切联系,我们提出了一种有效的狄拉克质量拓扑场论。简要讨论了$\mathrm{Cu}_x\mathrm{Bi}_2\mathrm{Se}_3$和$\mathrm{Sn}_{1-x}\mathrm{In}_x\mathrm{Te}$低温非常规超导态的有效场论和零模的实验结果。
2012-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Half-Quantized Hall Effect at the Parity-Invariant Fermi Surface
本文在磁性掺杂拓扑绝缘体异质结中发现单个无能隙狄拉克锥,其霍尔电导以 e²/h 为单位呈半整数量子化,并解释了近期实验中二分之一霍尔电导的起源,展示了二分之一拓扑不变量的凝聚态实现。
2022-09-07 cond-mat.mes-hall
Spontaneous parity breaking of graphene in the quantum Hall regime
我们提出石墨烯蜂窝晶格的反转对称性是通过依赖于磁场的Peierls畸变自发破缺的。这导致了$n=0$朗道能级的谷分裂,而不是其他朗道能级。与最近在文献中讨论的量子霍尔谷铁磁性相比,晶格畸变为目前在石墨烯中观察到的所有量子霍尔平台提供了另一种解释。
2006-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Parity anomaly driven topological transitions in magnetic field
固体物理的最新发展为在(2+1)维有质量Dirac系统中观察宇称反常提供了前景。本文证明了轨道磁场中的量子反常霍尔态起源于狄拉克质量项,并诱导出与宇称反常有关的反常四电流。这将QAH与实验相关的有效恒定密度情况下的量子霍尔(QH)态区分开来(由门可见)。磁场中QAH相的直接特征是Cr $_x$(Bi $_{1-y}$ Sb $_y$)$_{2-x}$ Te $_3$(HgMnTe量子阱)中的长$σ_{xy}= e^2/h$($σ_{xy}= -e^2/h$)平台。此外,我们预测了一个新的转变之间的量子自旋霍尔(QSH)和QAH状态在磁场,恒定的有效载流子密度,没有磁性杂质,但驱动的有效g-因子和粒子-空穴不对称性。这种转变与二维拓扑绝缘体的狄拉克质量隙中的边缘态的稳定性有关,即使在高磁场中也是如此。
2019-01-20 cond-mat.mes-hall
Mirror Anomaly in Dirac Semimetals
我们证明,除了手征异常,狄拉克半金属具有另一个量子异常,我们称之为镜像异常,并表现在一个奇异的狄拉克半金属施加磁场的响应。也就是说,异常霍尔电导率表现出阶梯函数奇点时,该领域是旋转的。我们发现,这种现象是非常类似的奇偶异常(2+1)维狄拉克费米子,但镜像对称,我们证明出现在任何狄拉克点附近的时间反演不变的动量,取代奇偶对称。
2018-01-05 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Parity Hall Effect in Magnetically Disordered Topological Insulator Films
在磁掺杂薄膜拓扑绝缘体中,排列磁矩产生支持单个手征边缘态的量子反常霍尔相位。我们表明,作为系统退磁,无序随机取向的磁矩可以产生一个“量子反常宇称霍尔”相位与\emph{helical}边缘模式保护的酉反射对称性。我们进一步表明,引入超导性,结合选择性的反射对称性的门,允许创建和操纵的马约拉纳零模式,通过纯电气手段和零施加磁场。
2019-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dynamical Kohn Anomaly in Surface Acoustic Wave Response in Quantum Hall Systems Near $ν= 1/2$
对$ν= 1/2$附近的量子霍尔系统中的声表面波响应函数,证明了费米面的Kohn反常象的动力学模拟。扭结出现在速度偏移$Delta s/s$和衰减系数$Γ$中。在周期性调制下,该效果显著增强,并且应该是可观察的。
2005-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Absence of Parity Anomaly in Massive Dirac Fermions on a Lattice
The University of Hong Kong(香港大学)
本文研究了二维晶格上质量狄拉克费米子的奇偶性异常问题,发现当正确实施晶格正则化并考虑平移对称性时,质量狄拉克费米子不存在半整数量子霍尔电导率,而仅在非物理的无限动量截断极限下出现。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fermion-parity anomaly of the critical supercurrent in the quantum spin-Hall effect
量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态可以在两个超导电极之间平衡(间隔L,相干长度xi)。我们计算了最大(临界)电流I_c,可以沿着一个单一的边缘流动没有耗散,超越了短结限制L<<xi的早期工作,并发现一个依赖于费米子宇称的基态时,L变得大于xi。费米子-宇称守恒使低温长结极限的临界电流加倍,而对于短结,有或没有宇称约束的I_c是相同的。这提供了4 π周期约瑟夫森效应的相位不敏感的DC特征。
2013-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Experimental signature of parity anomaly in semi-magnetic topological insulator
三维拓扑绝缘体的特征在于由单个线性色散狄拉克锥组成的二维表面态。在时间反演对称性破缺的情况下,单狄拉克锥将导致霍尔电导的半整数量子化,这是量子场论中宇称反常的一种表现.然而,尽管量子化现象的各种观察,半整数量子化一直是难以捉摸的,因为在两个相对的表面上的一对等效狄拉克锥在普通实验中同时测量。在这里,我们证明了半整数量子化的霍尔电导在一个合成的异质结构称为“半磁性”拓扑绝缘体,其中只有一个表面状态是带隙的磁性掺杂和相反的是非磁性和无隙。在零磁场下,我们观察到半量子化的法拉第/克尔旋转和半量子化的霍尔电导。我们的研究结果表明凝聚态实现的宇称异常,并打开了一个单一的狄拉克费米子使非常规物理研究的方式。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Entanglement Entropy & Anomaly Inflow
在两个宇称奇位相之间存在畴壁的情况下,研究了$\mathbb{R}^{1,2}$上宇称破坏(时间反演破缺)量子场论的纠缠熵。畴壁具有非平凡手征中心荷的1+1维共形场论。这样的CFT具有重力异常。最近的研究表明,其内在的纠缠熵对纠缠表面附近的洛伦兹增强非常敏感。在这里,我们使用各种方法表明,纠缠熵的三维体理论也是敏感的,由于宇称违反效果,这种提升,并批量响应洛伦兹提升精确地取消了来自畴壁CFT的贡献。我们认为,这可以自然地解释为纠缠流入(即,类似于熟悉的Callan-Harvey效应的纠缠熵的流入),由纠缠谱中的低位态介导。这些结果可以普遍应用于具有引力反常的边理论的2+1-d拓扑相的物质,并提供了物理边理论的引力反常和纠缠哈密顿量的低位谱之间的精确联系.
2015-09-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Nonlinear Hall effect in Weyl semimetals induced by chiral anomaly
我们预言了在某些反转对称性破缺的Weyl半金属中存在非线性霍尔效应。当Weyl节点对的能量色散是偏斜的--Weyl锥是“倾斜的”--反常速度和手征反常的协同作用引起非线性霍尔效应。这种霍尔电导率在电场和磁场中都是线性的,并且严重依赖于外尔锥的倾斜。我们还表明,这种效果并不依赖于一个有限的Berry曲率偶极子,相反的内在量子非线性霍尔效应,最近观察到的II型外尔半金属。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Parity-Anomalous Hall Response of Chiral Lifshitz Fermions
School of Physics, Beihang University(北京航空航天大学物理学院);International Center for Quantum Materials and School of Physics, Peking University(北京大学量子材料科学中心及物理学院)
研究二维手性利夫希茨费米子的宇称反常霍尔响应,针对低能耦合为(qx+iqy)^N的节点,提出反常霍尔电导率σxy^anom=(W/2)e²/h(W为费米圈绕数),并在手性多层Haldane模型中验证,发现其为宇称反常霍尔响应的高阶推广,区别于量子反常霍尔绝缘态。
2026-10-12 cond-mat.mes-hall
SU(4) Skyrmions and Activation Energy Anomaly in Bilayer Quantum Hall Systems
双层QH系统在最低朗道能级中具有四个能级,对应于层和自旋自由度。我们调查的制度,所有四个级别几乎退化,同样活跃的系统。基本的群结构是SU(4)。在$ν=1$,QH态是两层之间的电荷可转移态,SU(4)同位旋相干自发发展。准粒子是与SU(4)skyrmions相同的同位旋结构。Skyrmion能量由库仑能量、塞曼能量和赝塞曼能量组成。库仑能由自能、电容能和交换能组成。在平衡点,只有赝自旋被激发,除非隧道能隙太大。然后,通过控制偏置电压,系统从平衡点向单层点转变,SU(4)skyrmion从赝自旋skyrmion极限不断演化到自旋skyrmion极限.我们的理论结果很好地解释了Murphy等人和Sawada等人关于平行磁场引起的激活能异常的实验数据。
2004-06-11 cond-mat.mes-hall hep-th
Quarter-quantized thermal Hall effect with parity anomaly
研究磁性拓扑表面态在 s 波超导邻近效应下形成的单一无带隙 Majorana 锥,揭示退相导致的四分之一量子化热霍尔电导及其手性热通道机制。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Quantum Parity Hall effect in ABA Graphene
著名的量子霍尔效应现象最近已经从守恒电荷的输运推广到包括自旋和谷在内的其他近似守恒的态变量的输运,这些态变量的特征在于具有不同手征性的自旋极化或谷极化边界态。在这里,我们报告了一类新的量子霍尔效应在ABA堆叠的石墨烯三层(TLG),量子宇称霍尔(QPH)效应,其中边界通道的区别下,系统的镜像反射对称的奇偶校验。在电荷中性点和小的垂直磁场$B_{\perp}$处,纵向电导$σ_{xx}$首先被量子化为$4e^2/h$,从而建立四个边缘通道的存在。随着$B_{\perp}$增加,$σ_{xx}$首先降低到$2e^2/h$,指示自旋极化的反向传播边缘状态,然后降低到大约$0$。这些行为产生于偶数和奇数宇称体朗道能级之间的能级交叉,由与底层费米海的交换相互作用驱动,这有利于在强$B_{\perp}$极限下的普通绝缘体基态和在中间场下的自旋极化态。自旋极化态和非极化态之间的跃迁可以通过改变塞曼能量来调节。我们的研究结果表明,拓扑相,是由门可控对称性和敏感的库仑相互作用的保护。
2019-01-07 cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly induced nonlinear Nernst and thermal Hall effects in Weyl semimetals
外尔半金属中的手征反常或Adler-Bell-Jackiw反常对电子输运行为有重要影响,在电磁规范场存在下,手征反常可导致显著的纵向或平面电输运和热电输运现象.这些现象是在平行电场($\mathbf{E}$)和磁场($\mathbf{B}$)($\mathbf{E \cdot B }\neq 0$)或$(\mathbf{B \cdot \nabla }T\neq 0)$($\mathbf{\nabla}T$是热梯度)存在下由手性异常诱导的不平衡手性电荷和能量的结果。在这里,我们提出了另外两个有趣的输运性质,即非线性平面能斯特效应和非线性平面热霍尔效应诱导的手征异常的存在下,$\mathbf{B \cdot \nabla}T\neq 0$在WSM。利用半经典玻尔兹曼输运理论,导出了手征反常引起的非线性能斯特和热霍尔输运系数的解析表达式,并讨论了它们之间在非线性区域的基本数学关系。本文所得到的公式与最近对Berry曲率偶极子引起的非线性反常电效应和热电效应的理论预测是一致的。此外,与最近的工作相比,通过利用具有内禀手征化学势的格点Weyl哈密顿量,我们发现在时间反演和反转破缺的WSM中,手征反常诱导的非线性平面效应甚至可以存在于一对相对倾斜或非倾斜的Weyl锥中.因此,手征异常引起的非线性平面效应连同相关的参数依赖性预测在这里是可能的,在现实的WSM在实验中实现。
2022-03-27 cond-mat.mes-hall
A two-dimensional realization of the parity anomaly
Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-PSL University, Sorbonne Université(卡斯勒-布罗塞尔实验室, 法兰西公学院, 法国国家科学研究中心, 巴黎文理研究大学, 索邦大学)
研究在合成二维系统中观察到量子反常霍尔响应,通过耦合连续空间维度与合成维度,实现了可调的陈数为0和1的能带,揭示了奇点异常的拓扑结构和保护机制。
2026-03-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
Optically Driven Orbital Hall Transport in Floquet Odd-Parity Collinear Altermagnets with High Chern Numbers
College of Sciences, Northeastern University(东北大学理学院)
研究通过Floquet工程在二维列状反铁磁多层中诱导f波奇宇称反铁磁性,实现可调陈数的非平衡量子反常霍尔效应,为操控轨道霍尔效应提供新途径。
2026-03-26 cond-mat.mes-hall
Effect of chiral anomaly on the circular dichroism and Hall angle in doped and tilted Weyl semimetals
从倾斜外尔半金属中输运的久保公式出发,计算了右旋和左旋圆偏振光的动态电导率的吸收部分。这些取决于纵向电导率的实部和横向(霍尔)电导率的虚部。当电动力学中包含通常的${\bs E}\cdot{\bs B}$项时,我们考虑了手征反常的影响,手征反常将电荷从负手征节点泵到正手征节点,并得到了解析表达式。为了计算霍尔角,我们进一步提供了纵向电导率的虚部和横向电导率的实部的表达式,并比较了有和没有泵浦项的结果。我们还考虑了一个非中心对称的外尔半金属的情况下,其中的手征节点的位移量$\pm \mathcal{Q}_0$的能量。这导致平行于泵浦情况的二向色性和霍尔角的修改。
2019-05-23 cond-mat.mes-hall
Deformed Fermi Surface Theory of Magneto-Acoustic Anomaly in Modulated Quantum Hall Systems Near $/nu=1/2$
本文提出了一种新的变形复合费米-费米面模型,用于研究周期性密度调制下$/nu=1/2$附近的分数量子霍尔效应。我们的模型使我们能够解释最近的表面声波观测的各向异性异常[1,2]在声速和衰减-出现峰值和各向异性-这源于贡献的电导率张量,由于CF-FS的区域被平坦的应用调制。计算的碳纤维电导率、速度漂移和衰减随磁场和波矢的变化关系与实验结果一致。
1998-09-23 cond-mat.mes-hall
Probing the Chiral Anomaly by Planar Hall Effect in Three-dimensional Dirac Semimetal Cd3As2 Nanoplates
在新的拓扑态中寻找奇异的输运性质是一个活跃的课题。最近发现的外尔半金属(Weyl semiconductors,WSMs)中的手征反常现象是最令人感兴趣的研究成果之一。手征反常表现为在平行于电场E的磁场B存在下的负纵向磁电阻(LMR)。另一个预测的关键效应密切相关的手征异常是平面霍尔效应(PHE),这还没有被确定在WSM到目前为止。我们对Cd3As2纳米片进行了平面霍尔测量,发现当面内磁场B倾斜远离电场E时,伴随着大的负LMR,可以产生具有非零横向电压的PHE。进一步的实验表明,PHE和负LMR可以通过增加温度被同步抑制,但在室温下仍然可见,这表明这两种效应的起源相同。在Cd_3As_2纳米片中观察到的PHE为手性反常现象提供了另一个输运证据,并对Weyl费米子体系中的手性电荷泵提供了深入的了解。
2017-10-05 cond-mat.mes-hall
Deformed Fermi Surface Theory of Magneto-Acoustic Anomaly in Modulated Quantum Hall Systems Near $ν=1/2$ Hall Systems Near $ν=1/2$
本文提出了一种新的变形复合费米-费米面模型,用于研究周期性密度调制下$ν=1/2$附近的分数量子霍尔效应。我们的模型允许我们解释最近的表面声波观测的各向异性异常[R.L Willett等,PRL vol 78,4478(1997); J. H. Smet等人,PRL第80卷,4538(1998)]在声速和衰减中--峰值和各向异性的出现--其源于由于CF区域而对电导率张量的贡献,FS,其被所施加的调制平坦化。计算的磁场和波矢量的CF电导率,速度漂移和衰减的依赖性与实验一致。
1998-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Effect in a Curved Space: Gravitational Anomaly and Electromagnetic Response
本文发展了一种计算弯曲空间上分数量子霍尔态关联函数的一般方法。在弯曲的空间中,通过局部几何变化来考察量子态的局部变换性质,这种局部几何变化本质上是由引力异常决定的。此外,我们表明,电磁响应的EZH状态的引力响应(曲率的响应)。因此,在平坦空间的结构因子和霍尔电导中也可以看到引力异常。该方法是基于一个沃德恒等式的迭代获得的B-H状态。
2014-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Noise on complex quantum Hall edges: Chiral anomaly and heat diffusion
量子霍尔棒的电导和热导反映了不可压缩体相的拓扑结构。在这里,我们表明,通过边缘进行电流的噪声证据这两个拓扑观测之间的相互作用。传输通过结构化的边缘是由一个电压偏置线结与各自的填充因子相关联的两个反向传播模式。具体来说,我们专注于边缘的$ν=2/3$分数量子霍尔态。噪声产生于与热点(大部分欧姆耗散发生的地方)明显分离的点,并反映了弹道携带的下游电流和扩散携带的热量(也可以向上游传播)之间的竞争。我们提出了可以测量我们的预测的具体设置。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall
Zero-bias conductance anomaly in bilayer quantum Hall systems
在总填充因子$ν=1$下的双层量子霍尔系统中,由于层间和层内库仑相互作用的竞争,呈现出丰富多样的对称性破缺基态。当这些层足够接近时,双层系统会产生自发的层间相位相干性,这种相干性通过零偏压层间隧穿电导的显著增强来体现。我们提出了一个理论,这种隧道电导异常,并表明,零偏压电导的平方成正比的{ \it准粒子}隧穿振幅。
2002-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Gravitational Anomalies and Thermal Hall effect in Topological Insulators
有人提出,温度梯度会在DIII类拓扑绝缘体表面的马约拉纳准粒子中诱导出Leduc-Righi或热霍尔电流,并且该电流的大小可以通过爱因斯坦变元{ \it via}与引力诱导的霍尔能流相关联。我们批判性地研究了这个想法,并认为引力霍尔效应比它熟悉的类似物更复杂。传统的霍尔电流是由{ \it uniform}电场产生的,但从引力Chern-Simons泛函计算通量表明,引力场{ \it梯度} -即潮汐力-需要诱导能量动量流。我们将表面能动量通量与畴壁引力异常{ \it via}的Callan-Harvey入流机制联系起来。我们强调,结合体加边界理论的规范不变性,确保在畴壁的电流总是经历一个“协变”,而不是“一致”的异常。我们利用这一观测结果证实了潮汐引起的能量-动量流可以精确地解释$(1+1)$维畴壁费米子中的协变引力异常。无论我们用克里斯托夫勒符号还是用自旋联系来写陈-西蒙斯泛函,都会出现同样的反常现象。
2012-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other hep-th
Manipulation of the Dirac cones and the anomaly in the graphene related quantum Hall effect
石墨烯中的量子霍尔效应被认为涉及与无质量狄拉克粒子相关的半整数拓扑数,由于狄拉克锥的加倍,这通常不明显。在这里,我们从理论上考虑两类晶格模型,其中我们操纵狄拉克锥与(a)两个狄拉克点,具有相互不同的能量,或(b)多个狄拉克锥具有不同的费米速度。通过对情况(a)的拓扑(Chern)数的显式计算和对情况(b)的绝热论证,我们已经表明,结果与单个狄拉克费米子贡献半奇整数序列的图像一致(.. -3/2,-1/2,1/2,3/2,.)当费米能穿过朗道能级时,霍尔电导率。
2010-09-10 cond-mat.mes-hall
Higher-order Topological Parity Anomaly and Half-integer Hall Effect in High-dimensional Synthetic Lattices
该研究提出在高维光子合成晶格中利用高阶拓扑绝缘体边界态实现宇称反常与半整数霍尔电导,并建立基于嵌套 Wilson 环和 $Z_2$ 不变量的体—边对应及实验探测方案。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Fractional Quantum Hall Edge Electrons, Chiral Anomaly and the Berry Phase
结果表明,从手征反常和Berry相的角度分析,可以解释最近实验中观察到的分数量子Hall边流体偏离普适指数为$α=1/ν$的幂律关联函数的现象.据观察,在边缘异常消失,这引起了非局部效应的电子创建运营商的建设方面的边缘玻色子领域。这种非局部性是导致幂律指数偏离边缘流体的$α=1/ν$的原因。存在由手征玻色子场描述的无带隙边缘激发,手征玻色子场的分支数与体中电子的极化状态有关。我们已经注意到,对于在$ν=\frac{1}{2m \pm 1}$处的完全极化状态,我们将具有单个分支,而对于在$ν=\frac{n}{2mn \pm 1}$处的部分极化状态,具有$n >1$和奇数,我们将具有$n$分支。然而,对于在$ν=\frac{n}{2mn \pm 1}$和$n$的非极化状态,我们甚至将有两个分支。
2004-01-22 cond-mat.mes-hall