The pseudo-Landau-level representation of twisted bilayer graphene: band topology and the implications on the correlated insulating phase
我们提出扭曲双层石墨烯的电子结构可以理解为狄拉克费米子与由莫尔条纹产生的相反的伪磁场的耦合。每个单层谷的两个低能平带起源于狄拉克费米子在这种相反的有效磁场下的两个零级伪朗道能级，它们具有相反的亚晶格极化，携带相反的陈数$\pm1$，在第一魔角附近的低能体带下方和上方的间隙中产生螺旋边缘态。我们认为，小库仑相互作用将分裂这些零伪朗道能级的八倍简并度（包括谷和物理自旋），并可能导致绝缘相与非零陈数整数填充。此外，我们还证明了平带之上或之下的所有高能带也是拓扑非平凡的，即对于每个谷，它们的Berry相位之和被量子化为$\pmπ$ .这种量子化的贝里相位产生了几乎平坦的边缘状态，这取决于莫尔长度尺度上的截断。我们的工作为TBG的电子结构和拓扑性质提供了一个完整而清晰的图像，并对实验中观察到的相关绝缘相的性质具有重要意义。
2019-02-20 cond-mat.mes-hall
Large g factor in bilayer WS$_2$ flakes
过渡金属二硫属化物的谷区由于其独特的选择规则，提供了一个额外的平台来操纵自旋。通常情况下，在磁场中的层内光学跃迁表现出塞曼分裂，g因子约为$-4$。在这里，我们报告了显着的谷塞曼效应所表现出的分裂激子发射的双层WS $_{2}$，与g因子值一样大的$-16.5$。所观察到的大g因子是由于层间复合，因为导带和价带在不同层中被磁场沿相反方向修改。层间复合是由于缺陷引起的反转对称性破缺，这在具有反转对称性的理想双层WS $_{2}$中理论上是不可及的。层间发射的大g因子为未来的光学自旋控制和探测提供了潜在的好处。
2019-03-22 cond-mat.mes-hall
Probing Magnetism in Insulating Cr2Ge2Te6 by Induced Anomalous Hall Effect in Pt
二维铁磁体Cr2 Ge 2 Te 6（CGT）在居里温度以下电阻很大，因此通过电输运探测其磁性变得非常困难。然而，通过与Pt形成异质结构，我们在沉积在CGT的薄（< 50 nm）剥离薄片上的5 nm厚的Pt中观察到明显的异常霍尔效应（AHE）。AHE磁滞回线持续到~ 60 K，这与从体磁化测量获得的CGT的居里温度很好地匹配。具有狭窄开口的倾斜AHE环指示磁畴形成，这通过低温磁力显微镜（MFM）成像来证实。这些结果清楚地表明，CGT将其磁化印记在Pt层的AHE信号中。密度泛函理论计算的CGT/Pt异质结构表明，感生铁磁性的Pt可能是主要负责所观察到的AHE。我们的研究结果建立了一个强大的方式调查磁性的二维绝缘铁磁体，可以潜在的单层设备。
2019-03-01 cond-mat.mes-hall
Crossed Andreev Reflection in InSb Flake Josephson Junctions
研究了InSb薄片约瑟夫森结中的超导量子干涉。发现超导量子干涉图样的振幅和周期性存在奇偶效应，有趣的是，这种图样的出现与薄片两端导电增强相一致，这是从降低栅压下测量SQUID图样推断出来的。我们确定了特定的晶体面的边缘增强传导，并确认这通过测量多个设备。此外，我们认为奇偶效应是由于交叉Andreev反射，一个过程中，一个库珀对分裂的两个边缘和重组在相反的接触。一个完全的$h/e$周期SQUID模式，以及奇偶效应和奇偶效应的观察，证实了这一结论。交叉Andreev反射可以用来创造物质的拓扑状态，或者对空间分离的库珀对的非局域自旋纠缠进行实验。
2019-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Persistence of Monoclinic Crystal Structure in Three-Dimensional Second-Order Topological Insulator Candidate 1T'-MoTe2 Thin Flake without Structural Phase transition
本研究针对三维二阶拓扑绝缘体候选材料1T'-MoTe₂的低温结构相变问题，通过拉曼光谱发现厚度低于19.5nm的薄片在80K低温下仍保持单斜结构，为实现低温SOTI态提供了材料平台。
2023-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological confinement in bilayer graphene
我们研究了一种新型的一维手征态，它可以通过静电横向限制在双层石墨烯（BLG）中产生。这些状态出现在隔离经历相反的门控极性的绝缘区域的畴壁上。虽然这些状态类似于传统的孤子零模，但它们的性质是由不寻常的手性BLG准粒子定义的。零模分支的数目由绝缘BLG态的拓扑真空电荷确定。我们讨论了如何这些手征状态可以体现实验，并强调其相关性谷电子学。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Orbitronics in Zero-dimensional Graphene Nanoflakes via Electrode Coupling
São Paulo State University（圣保罗州立大学）；University of Iowa（爱荷华大学）
该研究提出电极耦合零维石墨烯纳米片的新轨道电子学平台，利用能量简并角动量态产生手性轨道电流，其磁 fringe 场可实验探测。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall
Orbital polarization and third-order anomalous Hall effect in WTe2
反常霍尔效应（AHE）已被扩展到非线性区域，其中霍尔电压对所施加的电流表现出高阶响应。然而，非线性AHE的微观机制仍不清楚。在这里，我们报告的轨道极化和其诱导的三阶AHE在几层WTe 2薄片。通过角相关电测量发现，三阶AHE与Berry连接极化率张量引起的轨道磁矩的电场诱导极化非常一致，并进一步通过极性反射磁圆二色光谱直接检测到.通过标度律分析了三阶AHE的微观机制，即电场诱导的Berry曲率驱动相反轨道的磁矩（上或下）向相反方向偏转，形成本征贡献;自旋Bloch电子的Magnus效应驱动相反轨道的磁矩向相反的横向散射，形成斜散射.
2022-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Driven Bose-Einstein Condensation of Magnons in Antiferromagnets
我们探索了在绝缘反铁磁体中实现磁振子的电驱动玻色-爱因斯坦凝聚的途径。即使在绝缘的反铁磁体中，局域自旋也可以通过自旋转移矩和自旋泵激与相邻金属中的巡游自旋强耦合。我们描述了在相邻的正常金属中，由沿交错场极化的自旋积累控制的稳态磁振子凝聚的形成。反铁磁体中存在两种类型的磁振子，它们具有相反的磁矩。因此，与铁磁体相反，玻色-爱因斯坦凝聚可以发生在自旋积累的任一符号上。即使在室温下，当与正常金属的相互作用比反铁磁体内的弛豫过程快时，这种冷凝也可能发生。在反铁磁体中，凝聚体的工作频率比铁磁体快几个数量级。
2016-12-01 cond-mat.mes-hall
Emergence of decoupled surface transport channels in bulk insulating Bi2Se3 thin films
在理想的拓扑绝缘体（TI）膜中，体状态（其被认为是绝缘的）不应在两个金属表面之间提供任何电耦合。然而，现有的TI膜的运输研究表明，在相对的表面上的拓扑状态彼此电连接的厚度远远大于直接耦合限制的表面波函数重叠。在这里，我们表明，作为导电体通道被抑制，寄生耦合效应减小和去耦的表面通道出现理想的TI预期。在具有完全抑制的体态的Bi 2Se 3薄膜中，在~10 QL以下直接耦合的两个表面随着厚度的增加而逐渐隔离，并且在~20 QL以上完全解耦。在这样的平台上，现在可以实现其功能依赖于访问各个表面层而没有任何有害耦合效应的传输设备。
2014-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Layer-Dependent Quantum Anomalous Hall Effect in Rhombohedral Graphene
本文通过Hartree-Fock分析自旋轨道耦合菱方石墨烯的最小相互作用模型，揭示了陈数等于层数的量子反常霍尔态随位移场和层厚变化的规律，并发现五层结构最优及相反Ising自旋轨道耦合可增强该效应。
2025-03-11 cond-mat.mes-hall
Tuning phase transition between quantum spin Hall and ordinary insulating phases
建立了一个有效的理论来分析量子自旋霍尔相和绝缘体相之间的一般相变。发生退化，由于关闭的差距在过渡仔细阐明。对于不具有反演对称性的系统，间隙闭合发生在\pm k_0（\neq G/2）处，而对于具有反演对称性的系统，间隙仅能在波数k=G/2处闭合，其中G是倒易晶格矢量。在这两种情况下，在混合自旋的幺正变换之后，系统可以用两个解耦的有效理论来表示，这些理论都是关于具有相反符号质量的大质量双分量费米子的。在两个阶段之间的畴壁处的无间隙螺旋模式的存在直接遵循这种形式主义。这一理论提供了量子自旋霍尔系统的一个基本而全面的唯象学。
2007-10-11 cond-mat.mes-hall hep-th
Anomalous Josephson effect in hybrid superconductor-hole systems
University of Basel（巴塞尔大学）；University of St Andrews（圣安德鲁斯大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
研究揭示了混合超导-空穴系统中因质量符号相反导致的绝缘间隙对约瑟夫森结临界超流电流的影响，为量子计算平台设计提供新思路。
2025-04-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Interface-induced Topological Insulator Transition in GaAs/Ge/GaAs Quantum Wells
我们从理论上证明了界面工程可以驱动锗，最常用的半导体之一，到拓扑绝缘相。利用电荷在GaAs/Ge/GaAs相对半导体界面的积累和能带折叠产生的巨大电场，这种新的设计可以减小Ge中相当大的能隙，并诱导大的自旋轨道相互作用，从而导致拓扑绝缘体转变。我们的工作提供了一种新的方法，实现TI在常用的半导体，并建议了一个有前途的方法，将其集成到成熟的半导体电子器件。
2013-08-29 cond-mat.mes-hall
Composite Fermion Insulator in Opposite-Fields Quantum Hall Bilayers
最近提出了几个莫尔超晶格系统主机近平坦的$\pm$陈带：两个山谷的带具有相反的陈数。在这些系统中，每个谷的电荷分别守恒。对于$C=\pm 1$的情况，在完美的平带极限，系统可以映射到两个朗道能级从相反的磁场。出于这些有前途的实验实现，我们考虑了量子霍尔双层从相反的磁场接近填充$ν_T=\frac{1}{2}+\frac{1}{2}$。我们从两个具有相反手性的解耦复合费米子液体（CFL）开始添加层间排斥相互作用。在这种情况下，物理激子从凝聚中受挫，不像传统的量子霍尔双层。我们认为，更自然的阶段是复合费米子或从玻色子之间的激子凝聚。所得到的态是具有中性费米面的绝缘体，耦合到一个不含Chern-Simons项的出射$U(1)$规范场。这种绝缘状态是众所周知的CFL状态的概括，并且可能会出现在具有$C=\pm 1$窄带的莫尔系统中。最后，我们还评论了在相反场量子霍尔双层或$C=\pm 1$平带中电荷挫折的拓扑超导体的可能性。
2018-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Effect of Interlayer Stacking on the Electronic Properties of 1$T$-TaS$_2$
Paul Scherrer Institute（保罗谢尔研究所）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Geneva（日内瓦大学）；EPF Lausanne（洛桑联邦理工学院）；University of Fribourg（弗里堡大学）
本文研究了1$T$-TaS$_2$中层间堆叠对电子性质的影响，通过计算和模拟揭示了随机堆叠对电子结构的调控作用。
2025-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Time reversal symmetry broken fractional topological phases at zero magnetic field
我们推广了量子霍尔相位的耦合线结构，并在零外磁场下的弱耦合线模型中寻找分数拓扑绝缘态。通过研究在相反场作用下分数量子Hall态的双拷贝系统，我们发现自旋-自旋相互作用可以稳定一个分数拓扑相的大家族，并且具有破缺的时间反转不变性.后者表现为自发的自旋极化，有限的霍尔电导率，或两者兼而有之。这表明分数拓扑绝缘体可能对自发对称性破缺不稳定。
2014-12-16 cond-mat.mes-hall
Ultrafast carrier dynamics in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
瞬态反射率测量的薄膜，从6到40 nm的厚度范围内，的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3的载流子弛豫时间上的膜厚度显示出很强的依赖性。对于较厚的膜，弛豫动力学与体相Bi2Se3的弛豫动力学相似，其中体绝缘相的贡献大于表面金属相的贡献。载流子弛豫时间随着膜厚度的减小而缩短，达到与贵金属相当的值。这种效应可能是由于狄拉克锥态在相对表面的最薄的膜的杂交。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall
Retarded interaction between opposite chiral edges in anomalous Hall crystals
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Kentucky（肯塔基大学）
研究反常霍尔晶体中相反手性边缘间的相互作用，通过微观含时哈特里 - 福克计算发现降低载流子密度可软化长波长横向声子模式，使其与边缘色散重叠实现耦合，非局部测量可验证，实现了具有延迟边缘间耦合的卢廷格液体变体。
2026-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetoresistance and Quantum Oscillations of an Electrostatically Tuned Semimetal-to-Metal Transition in Ultra-Thin WTe2
我们报告的半金属WTe \textsubscript{2}的静电门控纳米器件的电子输运测量。通过在惰性气氛中封装薄片，在2D极限中实现高迁移率金属行为。在低温下，我们发现，一个大的磁阻可以打开和关闭之间的半金属态和仅电子的金属态，分别通过静电掺杂系统。我们确认的两个制度的性质，通过分析的磁阻和霍尔效应与两个载体模型，以及通过分析Shubnikov-de Haas振荡，这两个都表明通过静电门耗尽空穴载流子。这证实了两个带相反电荷的载流子的半经典输运准确地描述了在这种材料中观察到的异常磁阻。最后，我们还发现，磁阻幂律是次二次和密度无关，特别是在半金属制度提出了新的物理。
2017-01-30 cond-mat.mes-hall
Spin Hall and Nernst effects of Weyl magnons
在本文中，我们提出了一个简单的三维绝缘磁结构的模型，它代表了一个磁振子模拟的分层电子系统中所描述的[物理评论Lett。{ \bf 107}，127205（2011）]。特别是，我们的模型实现了外尔磁振子以及表面态的狄拉克光谱。在这个模型中，Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用负责分离动量空间中相对的Weyl点。我们计算了外尔和所谓的反常霍尔效应（AHE）磁振子的内禀（由于Berry曲率）输运性质。结果进行了比较与费米子类似物。
2018-06-08 cond-mat.mes-hall
Electrical injection and detection of spin-polarized currents in topological insulator Bi2Te2Se
拓扑绝缘体（TI）是一种具有非平凡自旋-动量锁定拓扑表面态（TSS）的量子物质。直到最近，三维TI中TSS的自旋动量锁定的电检测一直缺乏。许多结果是在具有显著体传导的样品上测量的，例如金属Bi 2Se 3，其中分离表面和体对测量的自旋信号的贡献可能具有挑战性。在这里，我们报告的自旋电位测量薄片剥落的大块绝缘3D TI Bi 2 Te 2Se（BTS 221）晶体，使用两个外部的金（Au）接触驱动的DC自旋螺旋电流和中间的铁磁（FM）-Al 2 O3隧道接触检测自旋极化。当沿FM触点的易磁化轴在相反方向之间扫描平面内磁场以切换其磁化时，由FM电极测量的电压呈现滞后阶梯状变化。重要的是，该阶跃状电压变化的方向可以通过反转DC电流的方向来反转，并且如通过相反FM磁化之间的检测器电压的差所测量的变化的幅度随着偏置电流的增加而线性增加，这与自旋动量锁定TSS的电流诱导的自旋极化一致。我们的工作直接证明了电注入和检测自旋极化TI，并可能使利用自旋螺旋TSS在纳米电子学和自旋电子学的未来应用。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall
A metallic phase in quantum Hall systems
量子霍尔（QH）系统的电子本征态是手征态。当带宽与两个相邻朗道带的间距相当时，这些状态之间会发生强烈的朗道带间混合。我们发现，相反的手征局域态的混合可以离域电子态。基于数值结果，我们提出了金属相之间的两个相邻的QH相和QH相和绝缘相的存在。这一结果与最近在量子霍尔液体到绝缘体转变的实验中观察到的非标度行为是一致的。
2001-10-06 cond-mat.mes-hall
Antihelical Edge States in Two-dimensional Photonic Topological Metals
拓扑边态是拓扑光子学的核心。在这里，我们介绍了时间反演对称拓扑金属的反螺旋边缘状态，并提出了一个光子实现的各向异性耦合环形谐振器的正方形晶格中，顺时针和逆时针模式发挥的作用的赝自旋。反螺旋边缘态沿着正方形晶格的对角方向稳健地传播：相同（相反）的赝自旋在平行的晶格边界上以相同（相反）的方向共同传播;不同的赝自旋在对角处分离和会聚。在金属-绝缘体相变下，拓扑金属相中的反螺旋边态转变为拓扑绝缘相中的螺旋边态。反螺旋边缘状态提供了一种独特的拓扑保护的鲁棒的光传输适用于拓扑纯化的方式。我们的发现为拓扑光子学和超材料创造了新的机会。
2023-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Current-induced CrI3 surface spin-flop transition probed by proximity magnetoresistance in Pt
利用邻近耦合，我们探测的自旋状态的表面层的CrI 3，一个范德华磁性半导体，通过测量的感生磁电阻（MR）的Pt/CrI 3纳米器件中的Pt。我们制作的设备与清洁和稳定的界面放置新鲜剥离的CrI 3薄片顶部预先图案化的薄Pt条和封装的Pt/CrI 3异质结构与六方氮化硼（hBN）在一个受保护的环境。在由宽范围的CrI 3厚度（30至150 nm）组成的器件中，我们观察到，当电流密度超过2.5 × 10^10 A/m2时，在垂直于层施加的2 T磁场下，Pt MR出现突然向上的跳跃，随后在5 T的范围内逐渐减小。这些不同的MR功能表明自旋翻转过渡，揭示了强烈的反铁磁层间耦合CrI 3的表面层。我们研究的电流依赖性通过保持Pt/CrI 3样品在大约相同的温度，以排除焦耳热效应，并发现MR跳跃增加与电流密度，表明自旋电流的起源。这种自旋电流效应为控制绝缘反铁磁体中的自旋组态提供了一条新的途径，在自旋电子学应用中具有潜在的应用价值。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall
Theories for the correlated insulating states and quantum anomalous Hall phenomena in twisted bilayer graphene
扭曲双层石墨烯（TBG）中的关联绝缘态和量子反常霍尔（QAH）效应引起了人们的广泛关注。然而，到目前为止，这些有趣的现象的具体机制仍然是一个悬而未决的问题。用完全无限制的Hartree-Fock变分法解释了TBG中平带的各种整数填充下的关联绝缘态和QAH效应。我们的研究结果表明，国家打破味道（谷和自旋）对称性大力支持在所有整数填充。特别地，在$\pm 1/2$填充和电荷中性点处的相关绝缘态都是打破$C_{2z}$和时间反转（$\mathcal{T}$）对称性但保持$C_{2z}\mathcal{T}$对称性的谷极化态。这种谷极化态在一个新出现的蜂窝晶格上表现出“莫尔轨道反铁磁有序”，并在莫尔超晶胞中具有补偿循环电流模式。在相同的理论框架下，我们的计算表明，$C\!=\!\mp 1$ QAH态在$\pm 3/4$填充的魔角TBG的自旋和轨道铁磁态，出现时，交错的亚晶格势。我们发现，交换相互作用的非局域性往往会提高低能带的带宽，由于交换空穴效应，这减少了相关绝缘体相的间隙。非定域交换相互作用也显著增强了体系的自旋极化，在$3/4$填充TBG配向六方氮化硼（hBN）时，体系的轨道和自旋铁磁QAH态都得到了稳定.我们还预测，凭借轨道铁磁性质，在电子和空穴填充的hBN对准TBG的QAH效应将表现出相反的手征的磁滞回线。
2021-01-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tuning topology in thin films of topological insulators by strain gradients
我们从理论上证明了非均匀应变与薄膜几何结构中三维拓扑绝缘体（3DTI）的狄拉克费米子的耦合导致拓扑不同的绝缘相之间发生相变。通过对Bi2Se3材料类中强3DTI的最小k点p模型，我们发现在化学计量比材料的薄膜中，应变梯度诱导的结构反转不对称性驱动了从量子自旋霍尔相到拓扑平凡绝缘相的相变.有趣的是，在合金与强烈减少体带隙应变梯度具有相反的效果，并促进从一个父正常带绝缘体的拓扑非平凡相。这些拓扑不同的相位之间的应变梯度辅助切换，预计将产生在磁性拓扑绝缘体薄膜的挠曲磁耦合。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Bichargon Hall Effect
Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学物质材料研究所学）
本文预言电荷有序绝缘体中由携带±2e电荷的双电荷子玻色子激发可产生电荷霍尔效应，温度梯度驱动扩散流，磁场导致横向偏转，从而在绝缘系统中实现电荷霍尔输运。
2026-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The effect of inter-Landau-band mixing on extended states in quantum Hall system
研究了整数量子霍尔系统中朗道带间混频对电子局域化的影响。我们发现，局域态与{ \it相反手征性}的混合往往会使态离域。这种离域效应在量子处理后仍然存在。扩展状态形成带，因为这种混合，我们通过一个双通道网络模型的数值计算。基于这一结果，我们提出了一个新的相图与一个狭窄的{ \it金属}相，分离任何相邻的QH相彼此之间，也将它们中的每一个从绝缘相。我们重新分析了最近的无标度实验的数据，并表明它们与我们的理论是{ \it一致}的。
2003-05-01 cond-mat.mes-hall
Light-induced Nonlinear Resonant Spin Magnetization
本研究论证了中心对称材料中光诱导非线性自旋磁化（LNSM）的可行性，揭示其量子几何起源，预测反铁磁材料CuMnAs中存在显著LNSM且其自旋磁化随圆偏振光螺旋度反转，为新型光自旋电子器件研发提供新方向。
2024-09-18 cond-mat.mes-hall
One-dimensional half-metallic interfaces of two-dimensional honeycomb insulators
我们研究了绝缘化合物之间的锯齿形界面，这些绝缘化合物与石墨烯是同构的，特别是II-VI，III-V和IV-IV二维（2D）蜂窝绝缘体。我们发现，这些一维界面是极性的，与净密度的过剩电荷，可以简单地确定通过使用理想的（整数）正式价电荷，无论这些材料中的键合的主要共价字符。我们证明这一发现的基本物理基础上，通过分析的拓扑结构的正式极化晶格的母体散装材料。第一性原理计算阐明了与氧化物界面相似的电子补偿机制，其由相反极性的界面之间的类Zener电荷转移触发。特别是，我们预测的一维电子和空穴气体（1DEG），在某些情况下是铁磁半金属的出现。
2012-10-08 cond-mat.mes-hall
Parallel field magnetoresistance in topological insulator thin films
我们报道了有限厚度的三维拓扑绝缘体（TI）薄膜在平行磁场中的相位相干输运中产生了可观察到的磁阻效应。将Bi_2Se_3和（Bi，Sb）_2Te_3薄膜的MR数据与现有的平行场磁输运理论模型进行了比较。我们的结论是，TI薄膜带来的平行场输运到一个独特的制度，其中的表面态的耦合，以了解所观察到的MR是必不可少的。从平行场MR中提取的β参数可以在原则上提供一个指数，寻找TI化合物与更多的绝缘体比现有的材料。
2013-07-27 cond-mat.mes-hall
Magnonic topological insulators in antiferromagnets
将对称性保护拓扑相的概念推广到绝缘反铁磁体（AF）中，并建立了半导体中拓扑绝缘体的玻色子对应体.利用由电场梯度引起的Aharonov-Casher效应，我们提出了一个携带螺旋磁振子的边缘态的量子自旋霍尔效应（磁振子QSHE）的磁振子模拟。我们发现，这样的上下磁振子形成相同的朗道能级和执行回旋运动的频率相同，但在相反的方向传播。绝缘AF的特征在于拓扑${\mathbb{Z}}_{2}$数由与每个螺旋磁振子边缘状态相关的陈整数组成。我们以磁振子的拓扑Hall相为中心，研究了磁振子自旋、热、能斯特和埃廷豪森效应等体磁振子效应，以及拓扑平凡和非平凡体原子荧光中螺旋磁振子输运的热磁性质，建立了磁振子的Wiedemann-Franz定律.我们表明，我们的预测是在实验范围内与目前的设备和测量技术。
2017-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Possible existence of a band of extended states induced by inter-Landau-band mixing in quantum Hall system
在量子霍尔系统中，{ \it相反手征}态的混合具有离域效应。由于这种混合，扩展态可能形成能带，如通过对双通道网络模型的数值计算所示。基于这一结果，提出了一种新的相图，其中窄的{ \it金属}相将两个相邻的QH相分离和/或将QH相与绝缘相分离。最近的非标度实验的数据进行了重新分析，并表明，他们似乎是{ \it一致的}与新的相图。然而，由于有限尺寸效应，在热力学极限下是否存在扩展态带，还需要对大尺寸系统进行进一步的研究。
2005-12-16 cond-mat.mes-hall
A Device Structure for Electronic Transport Through Individual Molecules with Strong Coupling to Metallic Electrodes
我们提出了一种简单可靠的方法，使电接触的小有机分子与硫醇端基。金属电极之间的纳米级间隙已经通过使大电流通过具有适当厚度的光刻图案化的Au线来制造。在适当的条件下，电流的通过打破了Au线，产生了两个相对的电极，它们被一个与小有机分子长度相当的间隙分开。电流-电压特性已被测量之前和之后的短有机分子的沉积。单分子1，4-苯二硫醇和1，4-苯二甲二硫醇的抗性分别为9 M $Ω$和26 M $Ω$。实验结果表明，强电子copuling的接触，并讨论了使用一个相对简单的模型介观运输。通过光刻和电迁移在绝缘表面上形成的电极的使用提供了适合于集成电路应用的稳定结构。
2004-06-28 cond-mat.mes-hall
Excited quantum Hall effect: enantiomorphic flat bands in a Yin-Yang Kagome lattice
量子霍尔效应（QHE）是凝聚态物理中最具研究价值的课题之一。通常，QHE表现为基态，其时间反转对称性被磁化破坏以携带二维绝缘体周围的量化手性边缘电导率。本文提出了无内禀磁化的非平衡激发态QHE（EQHE）的概念和模型。它产生于两个对映体的相反的手征性的平面带之间的圆偏振光激发，每个原本支持一个螺旋拓扑绝缘状态托管在阴阳戈薇晶格。它的边缘状态的手性可以通过光的旋向来反转，而不是像传统的量子（反常）霍尔效应那样通过磁化方向来反转，为量子器件提供了一种简单的开关机制。讨论了EQHE在实际材料中的意义和实现。
2019-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Evolution of Majorona zero-energy edge states in a $T^2 = -1$ symmetry protected 1D topological superconductor with dominant spin-orbit coupling
本文研究了一个一维拓扑超导体（TSC），它是由一对自旋组态相反的Kitaev Majorana链耦合而成。已知这种1D晶格模型受到$T^2 = -1$时间反演对称性的保护。此外，我们考虑了一个模型的Rashba自旋轨道耦合这样一个系统的$T^2=-1$时间反演对称TSC。Rashba自旋轨道耦合与化学势一起设计了系统中边缘态的相变，从而设计了在耦合链边缘出现的Majorona零能边缘模式（MZM）的数量。相应地，系统的拓扑性质由三个不同相组成的相图描述。三相的特征在于拓扑绕组数，$\mathcal{W}=1$、$2$（具有一个和两个MZM：拓扑相）和$\mathcal{W}=0$（没有任何MZM：平凡绝缘相）。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Chiral edge plasmons in quantum anomalous Hall insulators
Beijing Forestry University（北京林业大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究发现贝里曲率使量子反常霍尔绝缘体中沿相反方向传播的边缘等离激元分裂，即使陈数为零时也存在单向边缘等离激元，其群速度符号在大波矢下反转，为近期实验观测提供了定量解释。
2024-04-22 cond-mat.mes-hall
Quantum anomalous Hall effect with tunable Chern numbers induced by d-wave sublattice-staggered altermagnetism
Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究通过构建含自旋紧束缚模型，利用d波亚晶格交错交变磁性驱动量子反常霍尔效应，实现可调陈数，确定相图，识别能带反转，展示手性边缘态和电导平台，为补偿磁体实现该效应提供简单途径。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall
Metallic Network of Topological Domain Walls
研究了具有相反谷陈数的绝缘畴间畴壁网络的电子和输运性质。我们发现，该网络是半金属的Dirac色散附近的电荷中性点和相应的电子态分布沿畴壁。在电荷中性点附近，我们发现量子化的电导在nanoriginates与nanoriginates畴壁边缘，沿边界传播，是强大的弱无序。对于一个三叉戟边缘带，我们发现一个小的能隙由于有限尺寸效应使纳米绝缘体。当费米能级远离电中性点时，所有的畴壁都对电流的传导有贡献。我们的研究结果提供了一个全面的分析，在拓扑畴壁网络的电子输运性质，不仅同意定性与边缘扭曲的双层石墨烯在垂直电场下的实验，但也可以为设计低功耗拓扑量子器件提供有用的见解。
2020-04-21 cond-mat.mes-hall
Giant Uncompensated Magnon Spin Currents in X-type Magnets
研究揭示X型反铁磁堆叠磁体可借助正交相交磁链产生巨型未补偿磁振子自旋流，其自旋电导超越二维铁磁体和典型交变磁体。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonlinear Hall effect and scaling law in Sb-doped topological insulator MnBi4Te7
本研究在Sb掺杂磁性拓扑绝缘体MnBi4Te7中观测到非线性霍尔效应（NLHE），其效率达0.06 V^-1且可在200 K下存在，揭示了NLHE与纵向电导率的标度关系及斜散射起源，为高温高效NLHE研究提供平台。
2024-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergence, evolution, and control of multistability in a hybrid topological quantum/classical system
我们提出了一类新的非线性动力系统-相对论量子和经典系统的混合，并证明了多稳定性是无处不在的。一个代表性的设置是耦合系统的拓扑绝缘体和绝缘铁磁体，其中前者拥有一个绝缘体与拓扑保护，无耗散，并进行表面电子状态由相对论量子狄拉克哈密顿和后者描述的非线性经典演化的磁化矢量。两者之间的相互作用实质上是拓扑绝缘体到铁磁体的自旋转移矩和相反方向的局域邻近感生交换耦合。该混合系统除了具有多稳定性外，还表现出丰富的非线性动力学现象，如分岔、混沌和相同步等。多稳态的程度可以通过外部电压来控制。在两种共存状态的情况下，系统是有效的二进制，打开了一扇门开发自旋电子存储器设备。由于拓扑绝缘体的表面电流的无耗散和自旋-动量锁定性质，产生显著电流需要很少的功率，使得该系统吸引下一代低功率存储器件中的潜在应用。
2017-08-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
AC current generation in chiral magnetic insulators and skyrmion motion induced by the spin Seebeck effect
我们表明，温度梯度诱导交流电流在多铁性绝缘体时，样品被嵌入在一个电路。我们还表明，热梯度可以用来移动绝缘手征磁体中的磁skyrmions：从热到冷区域的诱导磁振子流通过磁振子自旋转移力矩驱动相反方向的skyrmions。这两个结果相结合，计算skyrmion运动对交流电流产生的影响，并表明绝缘体中的skyrmion是一个很有前途的路线自旋热电子学的应用。
2014-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Effect of dephasing on the current through a periodically driven quantum point contact
本文研究周期性驱动量子点接触连接的两个一维量子XX磁体，发现任何非零退相干都会恢复在驱动频率超过临界值时被完全抑制的自旋电流。
2023-11-23 cond-mat.mes-hall quant-ph
Layer Hall effect in a 2D topological Axion antiferromagnet
虽然铁磁体已经被发现和利用了几千年，但反铁磁体（AFM）直到20世纪30年代才被发现。这种难以捉摸的性质表明了AFM的独特性质：在大尺度上，由于没有全局磁化，AFM可能表现得像任何非磁性材料;然而，这种看似平凡的宏观磁性在微观水平上是非常重要的，其中AFM晶胞内的相反自旋排列形成了丰富的内部结构。在拓扑AFM中，这样的内部结构导致了一种新的可能性，其中拓扑和Berry相位可以获得不同的空间纹理。在这里，我们研究了这种令人兴奋的可能性，在原子力显微镜轴子绝缘体，均匀分层MnBi $_2$ Te $_4$片，其中空间自由度对应于不同的层。值得注意的是，我们报告了一种新型的霍尔效应的观察，层霍尔效应，其中电子从顶部和底部层自发地偏转方向相反。具体而言，在没有净电场的情况下，均匀分层的MnBi $_2$ Te $_4$没有显示出异常霍尔效应（AHE）;然而，施加电场将响应与一层隔离，并导致令人惊讶地出现大的层极化AHE（约50% $\frac{e^2}{h}$）。这样的层霍尔效应揭示了一个非常罕见的层锁定Berry曲率，这是时空$\mathcal{PT}$对称AFM拓扑绝缘体状态的一个独特的字符。此外，我们发现，层锁定的Berry曲率可以操纵的轴子场，E $\cdot$ B，驱动系统之间的相反的AFM状态。我们的研究结果实现了以前不可用的途径来检测和操纵丰富的内部空间结构的完全补偿拓扑原子…
2021-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Josephson spin-valve realization in the magnetic nodal-line topological semimetal Fe$_3$GeTe$_2$
三维范德华铁磁体Fe $_3$ GeTe $_2$（FGT）被认为是磁拓扑节线半金属的候选者。本文研究了在三维FGT剥离薄片下两个3~ $μ$ m间距超导In引线之间的横向电子输运。在30~mK低温下，我们观察到约瑟夫森超导电流在磁场$B$的作用下，表现出不寻常的临界电流$I_c$抑制.总体$I_c(B)$模式相对于B征不对称。我们证明，不对称性是由磁场扫描方向定义的，因此对于相反的扫描，$I_c(B)$模式是严格反转的（如$B$到$-B$反转）。我们还观察到正常磁场中$I_c(B)$的最大值和最小值之间的相互作用，而平面内的快速非周期$I_c(B)$波动。这些效应对于同质超导体-铁磁体-超导体结是不可能的，而对于约瑟夫森自旋阀则是已知的。在FGT中实现约瑟夫森自旋阀的最可能的情况是费米弧表面态和铁磁FGT体的自旋极化的不对准，但我们也讨论了磁畴之间的自旋相关输运的可能影响。
2021-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Particle-Hole Symmetry and the Effect of Disorder on the Mott-Hubbard Insulator
最近的实验强调，我们对固体中电子相关性和随机性的相互作用的理解仍然是不完整的。我们解决这个重要的问题，并证明粒子-空穴（ph）对称性起着至关重要的作用，在确定的影响，无序的运输和热力学性质的半满哈伯德哈密顿。我们发现，低温电导率随无序度的增加而降低时，保持pH对称性，并显示相反的行为，即电导率随无序度的增加，当pH对称性被打破。莫特绝缘间隙是不敏感的弱无序时，有PH对称性，而在其情况下，间隙随无序度的增加而减小。
2001-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Robust axion insulator and Chern insulator phases in a two-dimensional antiferromagnetic topological insulator
二维（2D）材料中的非平凡拓扑结构和磁性之间的复杂相互作用导致了许多新现象和功能的出现。一个突出的例子是量子反常霍尔（QAH）效应，它是在没有磁场的情况下在磁掺杂拓扑绝缘体中实现的。最近，层状范德华化合物MnBi_2Te_4被理论预测和实验验证为具有层间反铁磁（AFM）有序的TI。它是一种罕见的拓扑和磁性共存的化学计量材料，因此代表了复杂拓扑-磁性结构的完美构建块。在这里，我们研究了场效应晶体管几何结构中块体晶体和剥落的MnBi 2 Te 4薄片的量子输运行为。在6七层（SL）设备调谐到绝缘制度，我们观察到一个大的纵向电阻和零霍尔平台，这是轴子绝缘体状态的特点。在零磁场、宽磁场范围和相对高的温度下，都能出现强的轴子绝缘体状态。此外，一个中等的磁场驱动量子相变从轴子绝缘体相到陈绝缘体相具有零纵向电阻和量子化霍尔电阻h/e2（h是普朗克常数和e是元素电荷）。这些结果为利用偶数阶半导体MnBi_2Te_4实现凝聚态系统的量子化拓扑磁电效应和轴子电动力学奠定了基础。
2020-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Superfluid-Insulator transition of quantum Hall domain walls in bilayer graphene
我们考虑双层石墨烯的零填充量子霍尔铁磁态受到一个扭结状的垂直电场，它产生的电子态和低能量集体模式的畴壁被限制沿他们移动。特别是，它示出了两对集体螺旋模式形成在扭结的相对侧，每对由具有相同的螺旋度的模式。我们推导出一个有效的场论模型，这些模式的两个弱耦合各向异性量子自旋梯，通过控制的电场和磁场的参数可调。这产生了丰富的相图，其中由于模式的螺旋性质，不同的相位具有非常不同的电荷传导特性。最值得注意的是，这个系统可能表现出从超流体到绝缘相的转变。
2013-09-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall effect and electric-field-induced topological phase transition in AB-stacked MoTe${}_2$/WSe${}_2$ moiré heterobilayers
我们提出了一种新的机制来解释量子反常霍尔（QAH）效应和电场诱导的拓扑相变在AB堆叠的MoTe ${}_2$ /WSe ${}_2$莫尔异质双层膜在$ν=1$孔填充.我们认为QAH态的Chern带是由两个谷数相反的最高的两个莫尔孔带和两个库仑相互作用驱动的磁序引起的带隙开口组成的内禀带反转产生的。这些磁序，包括面内$120^{\circ}$ -Néel序和面内铁磁序，通过相应的面内交换场与莫尔带相互作用。Néel序保证了绝缘能隙，铁磁序导致了非零的Chern数，这两种序都有助于时间反演对称性破缺。Néel有序是由Hartree-Fock交换相互作用获得的，铁磁有序的形成归因于层间激子凝聚和激子铁磁性.激子铁磁性可以通过激子玻色-哈伯德物理和Berezinskiii-Kosterlitz-Schloss跃迁来证明。在低电场下，平衡态是莫特绝缘体状态。在一定的电场作用下，由空穴占据带和激子凝聚组成的关联绝缘态成为新的电致稳定相，并随着铁磁有序的出现而发生拓扑相变.讨论了本理论与实验观测之间的一致性。实验观察，包括自旋极化/谷相干性质的QAH状态，在拓扑相变，倾斜的自旋纹理，和绝缘体到金属的过渡的情况下，电荷间隙闭合解释的机制。
2022-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Domain Wall as Spin Wave Polarizer and Retarder
作为磁性材料中磁序的集体准粒子激发，自旋波或磁振子在量子化时可以在导电和绝缘材料中传播。像操纵它的光学对应物一样，操纵自旋波偏振的能力不仅是重要的，而且是磁振子学的基础。在单一磁晶格下，铁磁体只能容纳右旋圆极化的自旋波模，这就没有极化操控的自由。相反，具有两个相反磁子晶格的反铁磁体具有左和右圆极化，以及所有的线性和椭圆极化。在这里，我们从理论上证明并通过微磁模拟证实，在存在Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的情况下，反铁磁畴壁自然地充当自旋波偏振器或自旋波延迟器（波板）。我们的研究结果提供了非常简单而灵活的路线，通过利用自旋波的极化自由度的磁振子信息处理。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
