Geometrically induced reversion of Hall current in a topological insulator cavity
在拓扑绝缘体表面附近的电荷感应出一个像磁势。在这里，我们表明，如果拓扑绝缘体表面有一个负曲率，即在半球形腔的情况下，感生霍尔电流反转其旋转的电荷穿过半球形几何焦点。这种反转被证明是相当于反转的图像磁粒子的电荷。我们还讨论了半圆柱腔的情况下，霍尔电流反转似乎是可行的探测在现实的实验。
2016-11-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast helicity control of surface currents in topological insulators with near-unity fidelity
近年来，出现了一类称为三维拓扑绝缘体的固态材料。在本体中，拓扑绝缘体的行为与带隙的普通绝缘体一样。在表面，存在导电的无带隙状态，显示出显著的性质，如螺旋狄拉克色散和抑制自旋极化的载流子的背散射。通过传输实验表征和控制表面状态往往受到阻碍，但在低温下的剩余散装贡献。在这里，我们表明，在Bi 2 Se 3的表面电流可以控制圆偏振光在皮秒的时间尺度上的保真度接近统一，即使在室温下。我们揭示了这种超快的螺旋度依赖的表面电流的时间分离的光致热电和漂移电流的散装。我们的研究结果揭示了基于拓扑绝缘体表面电流的超快光电子器件的功能。
2015-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Persistent currents in topological and trivial confinement in silicene
我们考虑了屈曲硅烯中束缚在电场翻转处的态。沿着电翻转线的拓扑约束形成的充电电流和由此产生的磁偶极矩的谷指数确定的方向。我们比较的拓扑限制平凡的，这是由于一个本地减少的垂直电场，但没有能隙反转。对于后者，谷并不保护磁偶极矩的取向免受外部磁场的反转。我们证明了拓扑束缚态可以耦合形成扩展成键或反键轨道，其能量分裂受几何结构和外加磁场的影响。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Physical Origin of Current Partition at a Topological Trifurcation
在门控双层石墨烯中，拓扑零线模式（ZLM）沿着具有相反谷霍尔拓扑的分离区域的线出现。尽管由于极其具有挑战性的技术，在实验上难以设计电栅极以实现ZLM，但扭曲双层石墨烯提供了在均匀电场存在下产生ZLM的天然平台。在这封信中，我们开发了一套波包动力学，它可以用来表征各种无隙边缘模式，并可以定量再现拓扑交叉点的电子输运性质。令我们惊讶的是，在拓扑三分叉交叉自然出现的最小扭曲双层石墨烯中，我们表明违反直觉的电流分区（即，直接输运传播）起源于微观机制“旁路跳跃”。该方法可用于理解各种拓扑态电子输运特性的微观图像。
2021-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Generation Via Bulk Spin Current in Three Dimensional Topological Insulators
迄今为止，三维拓扑绝缘体中的自旋产生主要被建模为单个表面现象，归因于每个单独表面上的动量自旋锁定。在这篇文章中，我们提出了一种机制的自旋产生的绝缘但拓扑非平凡的散装的作用变得明确：外部电场创建一个横向纯自旋电流通过散装的三维拓扑绝缘体，它运输自旋之间的顶部和底部表面。在足够高的表面无序度下，自旋弛豫时间可以通过Dyakonov-Perel机制延长。因此，自旋产生效率和表面电导率都大大提高。数值模拟证实，这种自旋产生机制起源于顶部和底部表面的独特拓扑连接，并且在其他二维系统（如石墨烯）中不存在，即使它们具有类似的狄拉克锥型色散。
2016-01-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized tunneling current through a thin film of topological insulator in a parallel magnetic field
计算了平行磁场B_y中拓扑绝缘体超薄膜表面态间的隧穿电导σ。平行磁场使两个表面态的面内动量产生相对位移。位移费米圈与自旋结构的重叠定义了隧穿电导σ（B_y）对磁场的不寻常依赖关系。由于拓扑绝缘体中电子表面态的自旋与动量锁定，因此隧道电流的自旋极化可以由磁场B_y控制。
2012-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Switching of Charge-Current-Induced Spin Polarization in the Topological Insulator BiSbTeSe2
电荷电流诱导自旋极化是拓扑绝缘体在自旋电子学中应用的一个关键性质。然而，拓扑表面状态预计只会产生一种类型的自旋极化为一个给定的电流方向，这一直是自旋操纵的限制因素。在这里，我们报告说，在基于体绝缘拓扑绝缘体BiSbTeSe 2的设备中，观察到一个意想不到的自旋极化开关时，改变化学势。在重电子掺杂的设备中检测到预期的自旋极化的拓扑表面状态，而相反的极化可重复地观察到低载流子密度的设备。我们建议，后一种类型的自旋极化源于拓扑平凡的二维状态与一个大的Rashba自旋分裂，这是由一个强大的带弯曲的BiSbTeSe 2的表面下的铁磁电极用作自旋检测器。这一发现为在未来的拓扑自旋电子器件中实现“自旋晶体管”操作铺平了道路。
2016-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-driven instability of quantum anomalous Hall effect in ferromagnetic topological insulators
研究了铁磁拓扑绝缘体薄膜中量子反常霍尔（QAH）效应随电流和温度变化的不稳定性。我们发现QAH效应击穿的特征电流与霍尔条宽度大致成正比，表明霍尔电场与击穿有关。我们还发现，电子输运在低温下是由可变程跳跃（VRH）。结合在VRH制度的电导率的电流和温度依赖性，QAH状态的本地化长度被评估为约5 $μ$ m。长的本地化长度表明由于大量的间隙状态的QAH状态的边缘绝缘性质。
2017-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current response of a topological insulator to a static Zeeman field
研究了拓扑绝缘体表面的磁电耦合。我们特别感兴趣的是由静态塞曼/交换场引起的表面电流。这种表面电流可以与系统的轨道磁化有关。对于陈数为零的绝缘体，轨道磁化强度与边界处的细节无关。随着表面态在拓扑绝缘体中的出现，如果响应不受表面条件的影响，则其不是立即明显的。我们研究这个问题，使用精确对角化的晶格模型。通过在边界附近引入时间反演的破缺项，无论表面态是否被空位化，表面电流都没有变化。这是由于表面和体散射态之间的泡利和范-弗莱克贡献之间的抵消。我们还表明，表面电流响应是独立的化学势时，它是在体间隙。我们的结果是一致的主张，轨道磁化是一个整体的属性。
2015-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current-controlled creations, deletions, and topological transformations of a single magnetic antiskyrmion in nanostructured cells
Hefei Normal University（合肥师范学院）；Anhui University（安徽大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）
本研究通过电流控制实现了单个反拓扑结构在纳米结构单元中的生成、删除及拓扑变换，揭示了电流诱导效应在磁结构调控中的关键作用。
2025-12-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Low-Frequency Current Fluctuations in Graphene-like Exfoliated Thin-Films of Topological Insulators
本文报道了硒化铋拓扑绝缘体薄膜中的低频电流波动和电子噪声。通过石墨烯类机械剥离制备的膜，并用作四接触和两接触装置中的电流传导通道。电阻对膜厚的依赖性分析表明，在我们的样品中，表面对电导的贡献占主导地位。确定了电流波动在1至10 kHz的频率范围内具有接近纯1/f的噪声谱（f是频率）。当通道电阻从~10^3欧姆变化到10^5欧姆时，被测薄膜的相对噪声幅度S/I^2从~ 5 × 10 ^-8增加到5 × 10 ^-6（1/Hz）。所获得的噪声数据是重要的了解电子输运通过表面和体积的拓扑绝缘体，并提出了这类材料的应用。
2011-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evidence for topological origin of large spin-shift current in antiferromagnetic Ti$_{4}$C$_{3}$
本文研究反铁磁单层 Ti$_4$C$_3$，揭示其磁有序破坏反演对称后各自旋扇区存在受扰 RTP，并论证巨大自旋分辨位移电流的拓扑起源。
2025-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological currents in black phosphorus with broken inversion symmetry
我们研究黑磷的拓扑电流的性质时，它的反转对称性被故意打破。这里，导带和价带边缘位于矩形布里渊区的$Γ$点，并且它们沿其两个晶轴表现出强的各向异性。我们将在下面展示，这些显著的特征导致线性横向中性拓扑电流，同时伴随着费米表面的非线性横向电荷电流。当面内电场沿Z字形晶轴方向施加时，拓扑电流最大，沿扶手椅方向为零。
2015-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological states and quantized current in helical molecules
我们报道了在垂直于螺旋轴的外电场作用下，螺旋分子中电子输运的理论研究。结果表明，在垂直电场作用下，单螺旋分子和双链DNA分子都可以出现拓扑态。这些拓扑态通过旋转横向平面内的电场保证了螺旋分子上的绝热电荷泵送，并且在零偏压下的泵送电流是量子化的。此外，量子化的电流构成多个平台，通过扫描的费米能量以及偏置电压，并保持各种模型参数，因为它们是拓扑保护免受扰动。这些结果将推动螺旋分子中电子输运的进一步实验和理论研究，并为探测生物系统中的拓扑状态和量子化电流铺平道路。
2016-03-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Have Mysterious Topological Valley Currents Been Observed in Graphene Superlattices?
我们提供了一个关键的讨论有关的索赔拓扑谷电流，驱动全球Berry曲率和谷霍尔效应在最近的文献中提出的。在指出了解释巨非局域电阻的理论方案的主要不一致性之后，我们讨论了各种可能的替代解释和开放的研究方向，以解决石墨烯超晶格中非局域输运的奥秘。
2021-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Precise determination of critical points of topological phase transitions via shift current in two-dimensional inversion asymmetric insulators
临界点的精确确定是提取各种相变临界性质的基础。我们确定，对于二维反演非对称绝缘体，有和没有时间反转对称，拓扑相变发生时，所有非零分量的带边位移电流张量将扭转其符号以奇异的方式，无论什么现实值的温度。带边位移电流张量的这种显著的符号反转行为可以用来精确地确定各种拓扑相变的临界点，即使是温度驱动的相变。我们建议用具体的材料来检验我们的预测。
2018-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signature of topological transition in persistent current in a Dirac Ring
我们研究了一维Dirac环中的持续电流，并指出自旋电流随外加垂直电场的变化可以用来识别拓扑相。我们进一步研究了Rashba自旋轨道耦合的影响，发现由于Rashba自旋轨道耦合而出现的Aharonov-Casher相在拓扑非平凡区域消失，从而可以识别拓扑相.该Aharonov-Casher相在谷混合扰动的存在下引起有限的自旋谷电流，并且因此即使在存在这种杂质的情况下也可用于检测拓扑相。
2016-07-18 cond-mat.mes-hall
Edge accumulation and currents of moment in 2D topological insulators
这封信分析了2D拓扑绝缘体边缘的体自旋（矩）电流和自旋（矩）积累，并考虑了边缘的反射。积累只发生在边缘状态，这将拓扑绝缘体与常规绝缘体区分开来。带连续可以支持横向体自旋（矩）电流，但它不受拓扑陈数，并可能存在于传统的绝缘体。没有与体电流相关的边缘积累。
2010-07-24 cond-mat.mes-hall
Coherent control of optical injection of spin and currents in topological insulators
拓扑绝缘体表面态具有显著的螺旋自旋结构，在自旋电子学中具有广阔的应用前景。产生自旋极化电流的策略，例如使用磁接触和光注入，一直是广泛研究的焦点。虽然已经探索了几种注入电流的光学方法，但它们都集中在单光子吸收上。在这里，我们考虑使用一个基本的光场和它的二次谐波，它允许注入自旋极化载流子和电流的非线性过程，涉及单光子和双光子吸收之间的量子干涉。一般表达式推导出一个通用的双带系统中的注入率，包括单光子和双光子吸收过程，以及它们的干扰。结果给出了载流子，自旋密度和电流注入率的表面上的拓扑绝缘体，线性和圆偏振光。我们确定的条件，将是必要的实验验证这些预测。
2014-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Instantaneous Photon Drag Currents in Topological Insulators
拓扑绝缘体材料在凝聚态物理领域得到了广泛的研究，因为其电子态的非平凡拓扑结构在表面产生了一种新的自旋极化Dirac色散。为了描述拓扑绝缘体的电动力学，理解体态和表面态载流子的相干和非相干动力学是至关重要的。我们应用太赫兹发射光谱的本征三维拓扑绝缘体材料，$Bi_{1.5} Sb_{0.5} Te_{1.7} Se_{1.3}$，阐明超快光致载流子动力学。发射的太赫兹电场强烈依赖于激发脉冲的偏振和入射角。在太赫兹辐射对方位角的依赖性中，明确地证实了三重旋转对称性。太赫兹辐射的起源应该是飞秒脉冲激发引起的瞬时光子拖曳电流。
2015-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Current-induced switching of magnetic molecules on topological insulator surfaces
在拓扑绝缘体的表面或边缘处的电流本质上是自旋极化的。我们表明，这样的表面/边缘电流可用于切换的分子磁体的取向弱耦合到表面或边缘的拓扑绝缘体。对于二维拓扑绝缘体的边缘以及三维拓扑绝缘体的表面，如果分子的磁各向异性轴与电流方向适当地对准，则应用精心选择的表面/边缘电流可以导致分子的完全极化。对于一个通用的分子取向的非零，但不完整的极化。我们计算的概率分布的磁状态和开关率作为一个功能的应用电流。
2016-12-08 cond-mat.mes-hall
Pure spin current devices based on ferromagnetic topological insulators
二维拓扑绝缘体具有两个自旋方向相反的反向传播边缘通道。最近的实验进展允许创建铁磁拓扑绝缘体实现量子反常霍尔（QAH）状态。在QAH状态下，由于强铁磁交换场，两个边缘通道之一消失。本文通过数值输运计算研究了拓扑绝缘体和铁磁拓扑绝缘体的异质结构。我们表明，在这种异质结的自旋电流流动可以控制高保真度。具体来说，我们提出了自旋电子器件，能够创建，开关和检测纯自旋电流使用相同的技术。在这些器件中，电流被直接转换成自旋电流，从而允许高转换效率。能量独立的输运性质与某些拓扑绝缘体材料中的大块间隙组合可允许甚至在室温下操作。
2016-05-31 cond-mat.mes-hall
Topological nature of the proper spin current and the spin-Hall torque
本文推导了本征自旋电流的通用量子力学公式，揭示其拓扑性及在能隙中的有限性，并分析了拓扑绝缘体中自旋转矩的竞争机制。
2023-06-07 cond-mat.mes-hall
Detecting Topological Currents in Graphene Superlattices
拓扑材料可以表现出横向于所施加的电场流动的类霍尔电流，即使在没有磁场的情况下。在石墨烯超晶格中，具有破缺的反转对称性，来自石墨烯的两个谷的拓扑电流被预测为沿相反的方向流动，并结合以产生长程电荷中性流。我们观察到这种效应作为一个非局部电压在零磁场在一个狭窄的能量范围内狄拉克点附近的距离为几微米远的标称电流path. Locally，拓扑电流的强度相媲美的施加电流，表明大的谷-霍尔角。拓扑电流的长程特性及其由栅极电压控制的类似晶体管的特性可用于基于谷自由度的信息处理。
2014-08-30 cond-mat.mes-hall
Magnetic-Resonance-Induced Pseudo-electric Field and Giant Current Response in Axion Insulators
磁电效应的量子化版本，称为拓扑磁电效应，可以存在于时间反演不变的拓扑绝缘体中，其所有表面状态都被磁性隔开。这种拓扑相被称为轴子绝缘体相，理论上已经提出，但由于拓扑磁电效应的小信号，仍然缺乏确凿的实验证据。在这项工作中，我们提出，在轴子绝缘体的动态面内磁化可以产生一个“伪电场“，它的作用在拓扑绝缘体薄膜的表面状态，并导致非零的响应电流。引人注目的是，我们发现，在磁共振（铁磁或反铁磁）的电流是大于拓扑磁电效应的几个数量级，从而作为一个可行的吸烟枪，以确认候选材料中的轴子绝缘体相。
2019-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Topological Valley Currents in Gapped Dirac Materials
带隙二维狄拉克材料，其中反演对称性被打破的间隙开放扰动，具有独特的谷输运制度。系统的基态主机耗散持续谷电流存在，即使当拓扑保护的边缘模式是不存在的，或者当它们是本地化的，由于边缘粗糙度。拓扑谷电流在这种材料中占主导地位的散装电流所产生的电子状态下的差距，而不是边缘模式。由外部偏压引起的无耗散电流的特征在于量子化的半整数谷霍尔电导率。在光致谷极化状态下，隙下电流主导磁化和电荷霍尔效应。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Current partition at topological zero-line intersections
一维手征之间的交叉充当拓扑电流分离器。我们发现，手性零线模式的分裂遵守非常简单，但高度违反直觉，分区法律，涉及当前路径的几何形状的交叉。我们的研究结果具有深远的影响，设备的建议的基础上手性零线传输的电子束分裂器和干涉仪的设计，并了解系统中的传输特性，多个拓扑域导致的统计网络的手性通道。
2013-02-26 cond-mat.mes-hall
Time-reversal breaking topological phase without Hall electric current in a two-dimensional Dirac semimetal protected by nonsymmorphic symmetry
本文研究了非对称的二维Dirac半金属中由时间反演破缺场导出的拓扑相。当非对称对称性即使在场的存在下保持，二维电子态变成两个不同的拓扑相位与绝缘间隙。一个阶段是众所周知的量子霍尔态的手征边缘模式伴随着霍尔电流，但另一个是一个非常规的拓扑相位与螺旋边缘模式的时间反演对称性的情况下。
2017-08-19 cond-mat.mes-hall
Pure spin current in a two-dimensional topological insulator
我们预测了在二维拓扑绝缘体中产生纯自旋电流的机制。当磁性杂质存在于二维拓扑绝缘体的一个边缘上时，在相应的无带隙边缘态中打开了一个能隙，但另一对自旋相反的无带隙边缘态仍然受到时间反演对称性的保护。因此，在磁性杂质诱导的带隙中可以获得半整数值$e^2/h$的电导平台，这意味着在样品中可以诱导纯自旋电流。我们还发现纯自旋流对弱无序不敏感。将产生纯自旋电流的机制推广到二维拓扑绝缘体。
2012-03-30 cond-mat.mes-hall
Quench Dynamics of Josephson Current in a Topological Josephson Junction
$4π$约瑟夫森效应是拓扑约瑟夫森结的显著特征。然而，严格的条件使其难以在实验中观察到。本文用数值方法研究了拓扑约瑟夫森结中的瞬态输运性质。我们表明，$4π$约瑟夫森电流可以持续一个显着的时间（周围几个$μs$与合适的条件）。此外，我们比较了不同条件下约瑟夫森电流的行为，确定了三个主要的区域：第一，当约瑟夫森结的超导导线都位于拓扑非平凡区域，$4π$约瑟夫森电流可以出现突然施加直流电压。第二，当一根超导导线位于平凡区，另一根超导导线位于非平凡区时，约瑟夫森电流是$2π$周期性的，但随着时间的演化是不稳定的。第三，当两条线都位于平凡区域时，观察到稳定的$2π$约瑟夫森电流。这些结果有助于对实验参数进行微调，以便最终观察拓扑约瑟夫森结中的$4π$约瑟夫森电流。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall
Multiple Andreev reflection and critical current in topological superconducting nanowire junctions
我们研究了由具有强自旋轨道耦合的半导体纳米线制成的电压偏置超导-正常超导（SNS）结中的输运，因为它过渡到拓扑超导相以增加塞曼场。尽管没有一个分数稳态交流约瑟夫森电流的拓扑阶段，耗散的多个Andreev反射（MAR）电流I_dc在不同的结反射率是特别揭示。它表现出独特的拓扑学特征，如能隙反转，马约拉纳束缚态的形成和费米子-宇称守恒。此外，临界电流I_c在系统变为无隙的临界点处明显不为零，为拓扑转变提供了直接证据。
2013-08-01 cond-mat.mes-hall
Electrical detection of spin-polarized current in topological insulator Bi1.5Sb0.5Te1.7Se1.3
自旋-动量锁定拓扑表面态（TSS）为自旋电子学的应用提供了奇异的性质。由于SML而出现的自旋极化电流可以通过执行自旋电位测量来直接检测。我们观察到自旋极化电流使用大块绝缘拓扑绝缘体（TI），Bi 1.5 Sb 0.5 Te 1.7 Se 1.3，和Co作为铁磁自旋探针。自旋电压的探测与变化的偏置电流，温度和栅极电压。此外，我们观察到非局域自旋极化电流，这被认为是一个区别性质的TI。非局域电流的自旋极化比大于局域电流。这些发现可以揭示一个更准确的方法来确定自旋极化比在TSS。
2019-03-07 cond-mat.mes-hall
Current-Controlled Topological Magnetic Transformations in a Nanostructured Kagome Magnet
拓扑磁荷Q是描述磁畴的基本参数，决定了磁畴的电磁特性。通过电学方法以受控方式切换Q的能力允许在未来的自旋电子器件中灵活操纵电磁行为。本文报道了可果美晶体Fe $_3$ Sn $_2$中Q = -1 Skyrmions和Q = 0条纹或II型泡之间的室温电流控制拓扑磁变换。我们发现，通过调节~10 $^{10}$ A $^{-2}$量级的纳秒脉冲电流密度，可以实现可再现的可逆Skyrmion-bubble和Skyrmion-stripe相变。进一步的数值模拟表明，结合焦耳热效应的自旋转移力矩决定了电流诱导的拓扑磁变换。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric current in topological insulator nanowires with impurities
在本文中，我们考虑在零电压偏置下，通过保持纳米线上的温度差产生的充电电流。对于拓扑绝缘体纳米线，在垂直磁场中，随着一端温度的升高，电流可以改变符号。在这里，我们研究如何这种热电电流的符号反转取决于磁场和杂质如何影响的热电电流的大小。我们认为标量和磁性杂质，并表明它们对电流的影响是非常相似的，虽然磁性杂质似乎是更有效地减少效果。对于中等杂质浓度，符号反转持续存在。
2018-04-15 cond-mat.mes-hall
Local equilibrium charge and spin currents in two-dimensional topological systems
我们使用Landauer-Büttiker方法和非平衡格林函数技术相结合，研究了多探针拓扑系统的平衡和非平衡电子输运性质。我们得到一般表达式的非平衡和平衡的本地电子电流，通过适当的投影，允许一个计算电荷，自旋，谷，和轨道电流。我们证明了外磁场在介观系统中产生平衡电荷电流，并在量子霍尔机制下研究了后者。同样，自旋轨道相互作用导致局部平衡自旋电流，我们在量子自旋霍尔制度分析。
2022-02-23 cond-mat.mes-hall
Gate tunable current partition in graphene based topological zero lines
我们展示了新的机制栅极可调电流分区在拓扑零线交叉点在石墨烯为基础的电流分配器。基于数值计算的非平衡格林函数和Landauer-Büttiker公式，我们表明，存在一个垂直的磁场的顺序上的几个特斯拉允许载波符号相关的电流路由。在零场限制下，通过调整倾斜交叉点处的载流子密度，或者通过经由栅极电压修改体带隙的相对大小，可以在总输入电流的$10\%$ - $90\%$的范围内实现对电流路由和分区的控制。我们讨论了我们的研究结果在拓扑零线网络的设计中的影响，其中有限的轨道磁矩时，预计目前的分区是不对称的。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Current induced magnetization reversal on the surface of a topological insulator
本文研究了三维拓扑绝缘体表面狄拉克费米子的磁化耦合动力学。通过求解存在充电电流时的Landau-Lifshitz-Gilbert方程，得到了电流感生磁化动力学，并讨论了磁化反转的可能性。来自电流注入的转矩取决于通过铁磁体的传输概率，并且显示出对交换耦合的非平凡依赖。磁化动力学是逆自旋电流效应的直接表现，因此与常规设置相比，不需要另一个铁磁体来诱导自旋转移力矩。
2011-07-01 cond-mat.mes-hall
Observation of chiral currents at the magnetic domain boundary of a topological insulator
三维拓扑绝缘体表面上的磁畴边界被预测为手征边缘态，但直接证明是具有挑战性的。在这里，我们使用了扫描超导量子干涉装置，以显示电流在磁化EuS/Bi 2Se 3异质结构的边缘流动时，费米能级是门调谐到表面带隙。我们进一步在异质结上诱导出微米尺度的磁性结构，并在磁畴边界检测到手性边缘电流。电流的手性由周围畴的磁化强度决定，其大小由局部化学势而不是所施加的电流决定。这种磁性结构提供了用于检测拓扑磁电效应的平台，并且可以实现量子信息处理和自旋电子学的进步。
2015-08-14 cond-mat.mes-hall
Current-induced magnetization switching in a magnetic topological insulator heterostructure
本研究在量子反常霍尔区的磁性拓扑绝缘体/拓扑绝缘体异质结中，利用非极化偏置电流产生的自旋轨道转矩调控矫顽场，实现磁化、自旋极化及手性边缘模式的电流诱导翻转。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Chiral tunneling of topological states: towards the efficient generation of spin current using spin-momentum locking
我们发现，在三维拓扑绝缘体（TI）中，螺旋表面态的手征隧穿和自旋动量锁定之间的相互作用导致自旋放大和滤波。跨TI PN结的手征隧穿允许正常入射的电子传输，而其余的被反射，由于自旋-动量锁定，它们的自旋翻转。净结果是自旋电流增强，而耗散的电荷电流同时被抑制，导致在反射端处的极大的、栅极可调的自旋与电荷电流比（~20）。在传输端，比率保持接近1，电子完全自旋极化。
2015-03-20 cond-mat.mes-hall
Absence of equilibrium edge currents in theoretical models of topological insulators
二维和三维拓扑绝缘体（TI）的低能区表现出边缘态的传播，推测了平衡边缘电流或边缘自旋电流的存在。我们证明，如果TI的低能量部门是正规化在一个简单的方式到一个正方形或立方晶格，然后从边缘状态的电流实际上是完全抵消了从价带，呈现没有边缘电流。这一结果是一个警告，对于任何拓扑绝缘体的平衡性质，来自价带的贡献不应被忽视。在这些正则化晶格模型中，只有当边缘态的狄拉克点从化学势移开时，例如通过掺杂、杂质、边缘限制势、表面能带弯曲或栅极电压，才有有限的边缘电流。小量子点中的边缘电流作为栅极电压的函数被量子化，并且边缘电流可以流出栅极区域直到边缘态的衰减长度。
2020-05-12 cond-mat.mes-hall
Topological quantization of current in quantum tunnel contacts
它示出的Berry相（拓扑$θ$ -长期）的帐户连同一个耗散项中的有效行动$S[ϕ]$的隧道接触引起了强烈的量子化的隧道电流在低温下。这种类似于库仑阻塞的现象反映了量子散粒噪声的离散电荷结构，并且当电容充电能量$E_C$被量子波动强烈抑制时，可以确保隧道电流的量子化而不需要电容充电能量。由于$θ$参数的值由栅极电压确定，因此该效应允许控制通过接触的电流。提出了这种效应的一种可能的物理应用。
2006-06-14 cond-mat.mes-hall
Signatures of topological Josephson junctions
准粒子中毒和非绝热跃迁可能会显着缩小$4π$的实验观察窗口-周期$dc$约瑟夫森效应预测的拓扑约瑟夫森结。在这里，我们表明，开关电流测量提供了可访问的和强大的签名拓扑超导坚持存在的准粒子中毒过程。这样的测量提供了访问的相位相关的子带隙光谱和约瑟夫森电流的拓扑结时，将其与传统的约瑟夫森结与大的临界电流一起纳入一个非对称SQUID。我们还认为，泵浦探测实验与多个电流脉冲可以用来测量准粒子中毒率的拓扑结。建议的签名是特别强大的，即使在塞曼场和自旋轨道耦合的存在下，当专注于短约瑟夫森结。最后，我们还考虑微波激发的短拓扑约瑟夫森结，可以补充开关电流的测量。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall
Quantum Blockades and Loop Currents in Graphene with Topological Defects
我们研究了拓扑缺陷对锯齿形边缘石墨烯窄带的输运性质的影响。我们的结果表明，纵向电导消失在几个离散的费米能量，系统的发展具有一定的手征性的环轨道电流。手性取决于所施加的偏置电压的方向和由拓扑缺陷产生的局部曲率的符号。这种新颖的量子阻塞现象提供了一种通过外部电场产生磁矩的新方法，这可以证明在碳电子学中是有用的。
2008-10-11 cond-mat.mes-hall
Effect of surface state hybridization on current-induced spin-orbit torque in thin topological insulator films
研究了在顶、底表面态杂化的情况下，拓扑绝缘体（TI）薄膜中的电流诱导自旋轨道矩。给出了自旋力矩与TI厚度之间的关系，并由此导出了使自旋力矩最大化的TI厚度的最佳值。我们数值计算表明，在典型的TI薄膜制成的$\mathrm{Bi_2Se_3}$，最佳的厚度约为3-5 nm。
2016-12-05 cond-mat.mes-hall
Green's Function of Magnetic Topological Insulator in Gradient Expansion Approach
研究了三维拓扑绝缘体的Weyl-费米子表面态在梯度展开下的Keldysh Green函数。在此基础上分析了空间和时间缓变磁化场引起的电荷和电流密度以及能量密度和电流。我们证明了除能流外的所有量都是由出射电磁场产生的。能流表现为反映外尔费米子感生能隙空间调制的环流。
2016-03-12 cond-mat.mes-hall
Current-induced spin polarization in topological insulator-graphene heterostructures
全电自旋电子学领域的进一步发展需要自旋输运通道与自旋注入器/发生器元件的成功集成。虽然随着石墨烯和相关2D材料的出现，高性能自旋通道材料是可用的，但纳米结构自旋发生器的使用仍然是一个主要挑战。对于后一个目的，特别有希望的是3D拓扑绝缘体，其2D表面态具有自旋-动量锁定的无质量狄拉克费米子。在这里，我们证明了自旋极化电流从拓扑绝缘体注入石墨烯，使其紧密耦合到一个超导Bi 2 Te 2Se纳米片内的范德华外延异质结构。自旋开关信号的大小与温度成反比，在~15 K的温度下都可以检测到。我们的研究结果确立了拓扑绝缘体作为自旋电子器件的未来组件，其中自旋操纵是通过纯电气手段实现的。
2016-03-29 cond-mat.mes-hall
Edge absorption and pure spin current in 2D topological insulator in the Volkov-Pankratov model
在Pankrov-Pankratov模型中考虑了二维拓扑绝缘体（TI）边缘态和二维态之间跃迁引起的光吸收。结果表明，过渡只允许在平面内电场正交的TI的边缘。发现这种吸收伴随着沿TI边的纯自旋光电流。讨论了利用二维TI量子点的偏振发光测量自旋电流的可能性。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall
Towards the understanding of the origin of charge-current-induced spin voltage signals in the topological insulator Bi$_2$Se$_3$
拓扑绝缘体提供了一个新的平台，自旋电子学，由于自旋纹理的表面状态，拓扑鲁棒的弹性背散射。在这里，我们报告的调查所测得的电压从努力电探针自旋动量锁定在拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$使用铁磁接触。在反转铁磁接触的磁化时，我们发现测量电压的反转。考虑到磁化相对于电流的方向，对该电压的偏置和温度依赖性进行了广泛的分析。我们的研究结果表明，所测量的电压可以出现由于边缘场引起的霍尔电压，不同于电流引起的表面态载流子的自旋极化，最近报道。理解测量电压的非平凡起源对于实现具有拓扑绝缘体的自旋电子器件是重要的。
2015-11-04 cond-mat.mes-hall
Enhancement of topological magnon-driven spin currents through local edge strain in CrI$_3$ nanoribbons
Departamento de Física Aplicada, Universidad de Alicante（阿利坎特大学应用物理系）
研究通过边缘应变增强CrI$_3$纳米带中拓扑磁子驱动自旋电流，利用第一性原理计算和非平衡格林函数方法，揭示应变对磁子拓扑性质的影响及自旋电流增强机制。
2026-04-13 cond-mat.mes-hall
Observation of spin Nernst photocurrents in topological insulators
2007年拓扑绝缘体的理论预测引发了人们极大的兴趣。它们是基本的兴趣，因为它们在k空间中的拓扑扭曲，这伴随着自旋光电子学所需的单向，自旋极化的表面态电流。这种性质使得拓扑绝缘体一方面成为用于产生太赫兹辐射的光学产生的超快自旋聚束自旋电流源的完美材料。另一方面，当由电压产生时，这些自旋极化表面态电流导致大的自旋霍尔效应，或者当由热模拟的温度梯度产生时，导致自旋能斯特效应。两者都将电荷/热流相互转换成横向自旋电流，导致自旋积累。通过连接这两个研究领域，我们显示的证据，热传输相关的自旋霍尔效应，可以从光传输实验中提取。这种热驱动的自旋能斯特效应驱动横向自旋电流并影响三维拓扑绝缘体中的光学自旋取向。这表现为圆偏振相关光电流的修改。我们照亮详细的热流分布，包括边缘和接触的影响，在空间分辨电流图。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall
Surface quantized anomalous Hall current and magneto-electric effect in magnetically disordered topological insulators
通过数值模拟和标度分析，从理论上研究了拓扑绝缘体表面淬灭磁无序的作用。结果表明，只要费米能级在体带隙内，所有的表面态都是局域的，而横向电导率量子化为$\pm {{e^2} \over {2 h}}$.这极大地促进了Qi { \it et al.}提出的拓扑磁电效应的实现。（Phys. Rev. \textbf{78}，195424（2008）），其中表面磁化方向通过同时施加磁场和电场来控制。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
Current-induced molecular dissociation: Topological insulators as robust reaction platforms
Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG-CONICET)（恩里克·加维亚拉物理研究所）；FaMAF, Universidad Nacional de Córdoba（科尔多瓦国立大学数学、物理和化学学院）；Department of Physics, The Grainger College of Engineering, University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格莱纳工程学院物理系）；Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET)（国家科学研究委员会）；Instituto de Investigaciones en Fisicoquímica de Córdoba (INFIQC)（科尔多瓦物理化学研究所）；Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Ciencias Químicas（科尔多瓦国立大学理学院）；Universidad Nacional de Córdoba, Centro Láser de Ciencias Moleculares（科尔多瓦国立大学分子激光科学中心）
本研究通过非平衡格林函数方法，揭示拓扑绝缘体基底相较于金属基底在电流诱导分子解离中的更强能力，强调拓扑保护在非平衡催化中的作用。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall
Topological insulator based spin valve devices: evidence for spin polarized transport of spin-momentum-locked topological surface states
自旋动量螺旋锁定是三维拓扑绝缘体（TI）中非平凡拓扑表面态（TSS）的重要性质之一。它是TSS的标志性拓扑保护（抑制弹性后向散射）的基础，也是许多奇异物理学的基础（例如，马约拉纳费米子）和器件应用（例如，自旋电子学）预测的TI。基于这种自旋-动量锁定，在TI表面上流动的电流将在垂直于电流的特征面内方向上自旋极化，并且当电流方向反转时自旋极化将反转。在输运测量中观察这样的自旋螺旋电流是TI研究和应用的主要目标。我们报告自旋相关的传输测量自旋阀设备制作剥离薄片的Bi 2Se 3（原型3D TI）与铁磁（FM）镍接触。施加面内磁场（B）沿Ni接触的易磁化轴方向，我们观察到相反的B场方向之间的滞后磁阻（MR）的不对称性。MR中的不对称性的极性可以通过反转DC电流的方向来反转。所观察到的非对称MR可以被理解为TI表面上的电流诱导的自旋极化（由于TSS的自旋动量锁定）和自旋极化的铁磁接触之间的自旋阀效应。我们的结果为TSS中的自旋螺旋电流提供了直接的输运证据。
2014-03-05 cond-mat.mes-hall
