Half-integer contributions to the quantum Hall conductivity from single Dirac cones
虽然石墨烯中的量子霍尔效应被认为是与携带一半通常拓扑整数的无质量狄拉克粒子相关的异常的实现,但由于狄拉克锥的加倍,这是隐藏的。为了证实每个狄拉克锥的半整数贡献,在这里我们从理论上考虑一个晶格模型,其中两个狄拉克点之间的相对能量被系统地移动。通过对拓扑(陈)数的显式计算,我们证明了每个狄拉克锥确实对霍尔电导率有贡献,因为它是半奇整数级数(…-3/2,-1/2,1/2,3/2,.)当费米能量穿过朗道能级(移位的组)时。该图片也赞同,通过体积边缘对应,从边缘模式频谱本模型。
2010-12-04 cond-mat.mes-hall
Analytic approach to quantum metric and optical conductivity in Dirac models with parabolic mass in arbitrary dimensions
针对含抛物型质量的狄拉克模型,本文解析推导了任意维度下的量子度量与光学电导率,揭示其带边频率处的维度依赖性,并对比了SSH、QWZ和Haldane模型拓扑相与 trivial 相的光学电导率差异。
2024-10-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous conductivity of two-dimensional Dirac electrons in organic conductor under pressures
本文用二维紧束缚(TB)模型研究了压力下有机导体$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$ [BEDT-TTF = bis(ethylenedithio)tetrathiafulvalene]中Dirac电子的电导率。我们研究了电导率的异常温度依赖性,其显示了从低温下的$σ_{x} < σ_{y}$ [区域(I)]到高温下的$σ_{x} > σ_{y}$ [区域(II)]的交叉。$σ_y$和$σ_x$分别是平行于和垂直于分子堆叠轴的对角电导率。狄拉克锥倾斜的影响在区域(I)中占主导地位,而狄拉克锥速度的各向异性在区域(II)中占主导地位。通过计算非对角电导率$σ_{xy}$引起的主轴偏差和e-p散射引起的高温下几乎恒定的电导率,进一步检查了这种行为,这是简单双带模型的先前结果的扩展[Phys. Rev. B { \bf 98},161205(2018)]。有机导体的实验的相关性进行了讨论。
2021-03-27 cond-mat.mes-hall
Spin Hall conductivity in topological Dirac semimetals
从理论上研究了Dirac点受旋转对称性保护的拓扑Dirac半金属的自旋霍尔电导率。在具有时间反转、反转和四重旋转对称性的系统的一般相图的基础上,我们揭示了SHC对系统所属的相位是敏感的。相位和SHC的特征在于镜像陈数和无隙体狄拉克点的存在或不存在。还发现代表性的TDSM Cd $_3$ As $_2$支持大的和负的SHC $σ_{xy}^z\sim -10^4 (\hbar/e) (Ω.\textrm{m})^{-1}$。还解释了SHC对相图的依赖性背后的原理。
2020-03-03 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric properties of two-dimensional Dirac materials
我们进行玻尔兹曼输运计算,以获得Seebeck系数,电导率,电子热导率,和热电优值(ZT)的狄拉克系统。我们发现,由于间隙开放,ZT增强。当声子热导率足够小时,带隙狄拉克系统的最佳ZT可以大于1,这对于热电应用是有利的。
2018-10-03 cond-mat.mes-hall
Drude Conductivity of Dirac Fermions in Graphene
在石墨烯中运动的电子表现为无质量的狄拉克费米子,它们表现出迷人的低频电输运现象。然而,它们的动态响应在1太赫兹(THz)以上的频率下鲜为人知。这些知识不仅对于更深入地理解狄拉克电子量子输运非常重要,而且对于石墨烯在超高速THz电子学和IR光电子学中的应用也非常重要。在本文中,我们报告的第一个测量的高频导电性的石墨烯从太赫兹到中红外在不同的载流子浓度。电导率表现出类似德鲁德的频率依赖性,并在太赫兹频率显着增加,但其绝对强度大大低于理论预测。这种自由电子振子强度的异常降低被石墨烯带间跃迁的相应变化所证实,正如求和规则所要求的那样。我们令人惊讶的观察表明,多体效应和狄拉克费米子杂质相互作用超越电流输运理论是重要的狄拉克费米子在石墨烯的电响应。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Interband optical conductivities in two-dimensional tilted Dirac bands revisited within the tight-binding model
Sichuan Normal University(四川师范大学);Renmin University of China(中国人民大学);The Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学);Yangzhou University(扬州大学)
本文基于紧束缚模型研究二维倾斜狄拉克能带中带间纵向光学电导,发现三种关键频率特征,揭示其与带间光学跃迁的关系,为未来实验研究提供理论指导。
2026-04-07 cond-mat.mes-hall
First-order effect of electron-electron interactions on the anomalous Hall conductivity of massive Dirac fermions
研究二维质量狄拉克费米子中电子-电子相互作用对反常霍尔电导率的一阶修正,发现零温带隙下修正为零,有限温度或化学势下霍尔响应衰减加快,凸显两体相互作用的重要性。
2024-04-18 cond-mat.mes-hall
Interband optical conductivity in two-dimensional semi-Dirac bands tilting along the quadratic dispersion
本文提出新的倾斜参数定义,利用线性响应理论解析研究了沿二次色散方向倾斜的二维半狄拉克能带的带间光导率,发现光谱不动点,为识别此类材料提供了理论框架和光谱指纹。
2025-10-08 cond-mat.mes-hall
Conductivity of suspended graphene at the Dirac point
我们研究了干净的悬浮石墨烯在狄拉克点的输运性质。在没有电子-电子相互作用的情况下,对电阻率的主要贡献来自与弯曲(面外变形)声子的相互作用。我们发现,声子限制的电导率与温度的比例为$T^{-η}, $,其中$η$是临界指数(等于$\approx 0.7$根据数值研究)描述的弯曲声子关联函数的重整化由于与面内声子的非谐耦合。电子-电子相互作用诱导了一种额外的散射机制,并通过屏蔽形变势而影响电子-声子散射。我们表明,这两种相互作用的组合效应的结果在电导率,可以表示为两个温度依赖的无量纲常数,$G[T]$和$G_e[T]$,其特征的电子-声子和电子-电子相互作用的强度,分别作为一个无量纲函数。我们还讨论了远离狄拉克点的电导率的行为以及杂质势的作用,并将我们的预测与现有的实验数据进行比较。
2012-10-12 cond-mat.mes-hall
Optical Hall conductivity in bulk and nanostructured graphene beyond the Dirac approximation
基于Kubo形式,提出了一种计算紧束缚体系中光学霍尔电导率的微扰方法。该方法只涉及对角化的哈密顿在没有的磁场,从而避免了计算问题,通常会出现由于巨大的磁单位细胞需要保持平移不变性的Peierls相位的存在。提出了将该方法应用于磁光响应数值计算的方法。我们应用的形式主义的情况下,普通的和有间隙的石墨烯在下一个最近的邻居紧束缚模型,以及石墨烯antidot晶格。在这两种情况下,我们在霍尔响应中发现了独特的签名,这些签名在连续(狄拉克)近似中没有被捕获。这些包括非零的光学霍尔电导率,即使当化学势在狄拉克点能量。数值结果表明,这种影响应该是可测量的实验。
2012-12-10 cond-mat.mes-hall
Conductivity of Two-dimensional Dirac Electrons Close to Merging in Organic Conductor $α$-STF$_2$I$_3$ at Ambient Pressure
有机导体$α$-STF $_2$中狄拉克电子的电导率(STF =双(亚乙基二硫代)二硒二硫富瓦烯),其具有ET的异构体结构(=双(亚乙基二硫代)四硫富瓦烯),已经在杂质和电子-声子(e-p)散射的同时存在下用二维紧束缚模型进行了理论研究。其具有几乎各向同性速度的狄拉克锥,STF由于接近合并的狄拉克点而提供大的各向异性。结果,$σ_{x}$变得比$σ_{y}$大得多,其中$σ_y$和$σ_x$分别是平行于和垂直于分子堆叠轴的对角电导率。随着温度($T$)的升高,由于e-p散射,$σ_x$出现宽的最大值,而$σ_y$几乎保持不变。根据能带结构分析比率$σ_x/σ_y$。这样一个异国情调的导电性STF相比,实验显示出良好的对应关系。最后,示出ET和BETS(=双(亚乙基二硫代)四硒富瓦烯)的$σ_x/σ_y$值以证明与STF的不同。
2022-04-27 cond-mat.mes-hall
Magneto-conductivity and CME in Dirac semimetals from Keldysh technique in Landau levels basis
本文通过Keldysh技术研究狄拉克半金属的磁导率与CME,推导动力学方程并计算磁导率随磁场和温度的变化,对比实验数据。
2025-11-19 cond-mat.mes-hall
Finite-size scaling analysis of the conductivity of Dirac electrons on a surface of disordered topological insulators
二维(2D)无质量狄拉克电子出现在三维拓扑绝缘体的表面上。研究了强拓扑绝缘体中费米能级位于狄拉克点的二维狄拉克电子系统的电导率。数值计算了长$L$和宽$W$系统在横向周期或反周期边界条件下的平均电导率$\langleσ\rangle$,并应用有限尺寸标度方法分析了其行为.结果表明,$\langleσ\rangle$是最小化的干净的限制,在那里它成为标度不变,只依赖于$L/W$和边界条件。它还表明,一旦引入无序,$\langleσ\rangle$单调增加与增加$L$。因此,该系统成为一个完美的金属在$L \to \infty$的限制,除了在清洁的限制,这应该被确定为一个不稳定的固定点。虽然$\langleσ\rangle$的标度曲线强烈依赖于$L/W$和不稳定不动点附近的边界条件,但随着$\langleσ\rangle$的增加,它变得几乎与它们无关,这意味着它渐近地服从一个普遍规律。
2016-08-29 cond-mat.mes-hall
Hidden Anisotropy in the Drude Conductivity of Charge Carriers with Dirac-Schrödinger Dynamics
我们发现,尽管费米面各向同性,能量色散,和无序配置的二维电子气的电导率可以是本质上各向异性的。在我们研究的模型中,各向异性源于狄拉克和薛定谔特征之间的相互作用,结合在一个特殊的双带哈密顿描述类似于磷烯中的低能激发的准粒子。因此,即使是标量各向同性无序散射也会改变载流子的性质并导致各向异性输运。精确地求解这种带有点状随机杂质的载流子的玻尔兹曼方程,我们发现了一个隐藏的旋钮,可以通过调节费米能量或温度来控制各向异性。我们的研究结果预计将普遍适用于超出这里研究的模型,并应刺激进一步寻找替代方法来控制先进材料中的电子输运。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Domain Wall Conductivity with strong Coulomb interaction of two-dimensional massive Dirac Electrons in the Organic Conductor $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
受最近输运和光学电导率研究结果的启发,我们提出了一个半无限的二维晶格模型的相互作用的大量狄拉克电子在加压有机导体$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$,并解决在一个电荷有序绝缘相在现实的实验条件下的畴壁电导率的问题。使用扩展的哈伯德模型在平均场水平,我们提出了广泛的数值研究的结果,模型的临界区域周围,报告的电阻率和光学电导率计算的中野久保公式。我们发现,从电阻率数据中提取的激活间隙可以远小于临界区域中的光学间隙,这是由金属导电沿一维畴壁出现在边界处的两个电荷有序的铁电区域具有相反的极化引起的。该数据与在真实的$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$样品中观察到的输运能隙一致,在用压力抑制电荷顺序时,该输运能隙比光学能隙显著更快地减小。我们的光学电导率还揭示了带隙内低能处的额外肩状结构,人们认为这与驻留在畴壁上的金属束缚态直接相关。
2019-09-03 cond-mat.mes-hall
Signature of tilted Dirac cones in Weiss oscillations of $8-Pmmn$ borophene
8-Pmmn硼化物的多晶型表现出各向异性的倾斜狄拉克锥。在这项工作中,我们探讨的后果,倾斜狄拉克锥的磁输运性质的周期性调制的硼化物。我们在低温区用线性响应理论计算了调制诱导的扩散电导率。弱调制(电/磁或两者)的应用引起依赖于磁场的非零振荡漂移速度,其在低磁场下引起纵向电导率的外斯振荡。分别研究了弱空间电调制、弱空间磁调制以及弱空间电调制和弱空间磁调制下的外斯振荡。狄拉克锥的倾斜对纵向电导率的外斯振荡产生了额外的贡献。此外,它还提高了Weiss振荡的频率,并改变了其振幅。最值得注意的是,发现异相的存在,电调制和磁调制可以在扩散电导率中引起相当大的谷极化。谷极化的起源在于两个狄拉克锥在两个谷处的相反倾斜。
2017-11-22 cond-mat.mes-hall
Delocalization of surface Dirac electrons in disordered weak topological insulators
三维弱拓扑绝缘体侧面的无质量狄拉克电子的能谱受构成样品的单位原子层数目是偶数还是奇数的显著影响,在偶数情况下它具有有限大小的能隙,而在奇数情况下它是无能隙的.当费米能级位于狄拉克点时,计算了具有淬火无序的二维狄拉克电子系统的电导率。结果表明,电导率随着无序度的增加而增加,当系统的纵横比适当固定时,电导率没有明显的奇偶差异。从系统的平均电导率的大小依赖性,标度函数$β$下确定的单参数标度假设。结果表明,$β= 0$处于电导率最小化的清洁限度内,而$β> 0$处于其他限度内。因此,该系统是一个完美的金属在热力学极限,除了在清洁的限制,应被视为一个不稳定的不动点。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall
Quantum transport at the Dirac point: Mapping out the minimum conductivity from pristine to disordered graphene
石墨烯的最小电导率$σ_\mathrm{min}$的相空间映射使用的朗道理论修改为散射使用费米的黄金法则,以及非平衡格林函数(NEGF)模拟与杂质分布的蒙特卡罗采样。由此产生的“扇形图”跨越了从弹道到不同纵横比($W/L$)扩散的范围,并有几个惊喜。{The器件纵横比决定了允许多少隧穿(在接触之间),并成为$σ_{min}$从弹道状态演变到扩散状态的主导因素。我们发现$σ_{min}$相对于杂质密度的增加(对于$W/L>1$)或减少($W/L<1$)趋势,所有都在脏极限处收敛于$128q^2/π^3h\sim 4q^2/h$周围。在扩散极限中,由于来自电荷池的导电模式的增加与来自狄拉克点处的散射的平均透射率的减少之间的精确抵消,{电导率}准饱和。在清洁弹道极限下,计算出的最低模式的电导率显示出令人惊讶的Fabry-Pérot振荡的不存在,与包括双层石墨烯在内的其他材料不同。我们认为,即使在低温下振荡的缺乏是克莱因隧道的签名。
2015-07-05 cond-mat.mes-hall
Kubo conductivity for anisotropic tilted Dirac semimetals and its application to 8-Pmmn borophene: The role of different frequency, temperature and scattering limits
利用Kubo公式计算了各向异性倾斜Dirac半金属的电子和光学电导率。在石墨烯中,它示出的最小电导率是敏感的温度,频率和散射限制的顺序。带内和带间散射被发现是方向相关的。在高频率和低温度极限下,电导率不依赖于频率,并且通过各向异性加权,使得电导率的几何平均值$\sqrt{σ_{xx}σ_{yy}}$与石墨烯中的相同。这是由于在零温度极限下,带间跃迁不受色散倾斜的影响,这一结果在物理上被解释为允许跃迁的全局倾斜。利用费米黄金法则对吸收系数的独立直接计算验证了这一结果。然而,随着温度的升高,一个有趣的最小值被观察到的带间散射,解释在这里作为一个结果的倾斜和化学势之间的相互作用随温度的增加。
2019-09-09 cond-mat.mes-hall
DC conductivity of tilted Dirac Fermions across the Lifshitz Transition: short- versus long-range impurities
Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)(基础科学高等研究所);Aalto University(阿尔托大学);Tampere University(坦佩雷大学)
利用Kubo形式主义,研究二维倾斜狄拉克系统中短程和长程杂质散射对直流电导率的影响,发现Lifshitz转变处两种杂质导致截然不同的输运特征,并揭示极端输运各向异性。
2026-06-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous Spin Transport Properties of Gapped Dirac Electrons with Tilting
研究了带隙Dirac电子的反常自旋输运系数,并将其应用于准二维有机导体$α$ -(BETS)$_2$ I $_3$.在自旋轨道相互作用引起的间隙的存在下,我们表明,有效的哈密顿量是类似的模型所考虑的凯恩和梅勒与额外的倾斜。有了这个有效的哈密顿量,电导率张量的线性顺序的施加磁场的解析使用微观线性响应理论或久保公式。结果表明,在该体系中,自旋霍尔电导率和与磁场成正比的反常对角自旋电导率都变为非零,它们分别用Berry曲率和轨道磁矩表示,用典型参数估算的自旋霍尔电导率值与Pt的自旋霍尔电导率值相当.
2022-02-03 cond-mat.mes-hall
Large optical conductivity of Dirac semimetal Fermi arc surfaces states
费米弧表面态是拓扑狄拉克半金属的一个标志,它可以容纳表现出与其母体不同的不寻常动力学的载流子。我们发现本征狄拉克半金属中的费米弧载流子具有强的各向异性轻物质相互作用。其特征在于,当光横向于费米弧偏振时,费米弧光学电导率大;当光沿着费米弧偏振时,费米弧光学电导率显著减弱。大的表面光谱权重被锁定到狄拉克节点之间的宽间隔,并且当系统被掺杂时,作为费米弧载流子的大德鲁德权重而持续存在。因此,大的和各向异性的费米弧电导率提供了一种新的手段,光学查询狄拉克半金属的拓扑表面状态。
2017-05-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Zitterbewegung, chirality, and minimal conductivity in graphene
最近的实验表明,石墨烯或单层碳是一种具有无质量狄拉克能谱的无带隙半导体。在零温度和零载流子密度的极限下,每个沟道的$e^{2}/h$级的有限电导率是该系统的显著特征之一。在这里,我们分析这个特性的基础上久保和Landauer公式。没有散射的有限电导率的外观被证明是狄拉克手征费米子在二维的一个特性。
2006-06-11 cond-mat.mes-hall
The optical conductivity of graphene in the visible region of the spectrum
我们计算石墨烯的光学电导率超出通常的狄拉克锥近似,给出的结果是有效的,在可见光区的电导率光谱。最后讨论了次近邻希望算法的效果。利用光学电导率的完整表达式,给出了透射系数和反射系数。我们发现,即使在光学制度的狄拉克锥近似的修正是令人惊讶的小(百分之几)。我们的结果有助于解释Nair { \it et al.}报道的实验结果。[Science { \bf 320},1308(2008)]。
2008-08-27 cond-mat.mes-hall
Friction and Radiative Heat Exchange in a System of Two Parallel Plates Moving Sideways : Levin-Polevoy-Rytov Theory Revisited
结果表明,Levine,Polevoi,Rytov(1980)和Polevoi(1990)在Levine和Rytov的涨落电磁理论的基础上所得到的基本结果,能充分地描述两个平行厚板作相对横向运动时的辐射热交换率和摩擦力。数值计算的摩擦力良好的金属和薄的差距原来是由一个因素107比以前获得的Polevoi和增加的导电性的金属。
2018-02-20 cond-mat.mes-hall
Gapped Dirac semimetal with mixed linear and parabolic dispersions
本文对ZeTe $_5$的磁红外光谱测量中提出的带隙Dirac半金属模型的性质进行了全面的研究,包括三个方向上的线性色散和抛物色散.我们发现,依赖于能带反转参数$ζ'$和$ζ_z'$,该模型可以支持三种不同的相位:单狄拉克点(DP)相位,双DP相位和狄拉克环相位。这三种不同的相可以通过它们在态密度(DOS)和光学电导率中的低能特征来区分。在高能量下,DOS和光学电导率都表现出幂律行为,渐近指数严重依赖于$ζ'$和$ζ_z'$的符号。此外,只有当$(ζ',ζ_z')>0$。我们的实验结果的影响进行了讨论。
2021-07-11 cond-mat.mes-hall
Effect of electron-hole asymmetry on optical conductivity in 8-Pmmn borophene
本文对具有倾斜各向异性Dirac锥的8- $Pmmn$硼化物的Drude重量和光学电导率进行了详细的理论研究。我们提供了精确的解析表达式的$xx$和$yy$组件的德鲁德重量以及最大的光学电导率。我们还得到了精确的解析表达式的最小能量($ε_1$)所需的触发光跃迁和能量($ε_2$)需要达到最大的光学电导率。我们发现,德鲁德重量和光学电导率是高度各向异性的结果各向异性的狄拉克锥。在$ε_1$和$ε_2$之间的范围内,由于倾斜参数$v_t$的存在,光学电导率随光子能量具有非单调性行为。通过从光学测量中知道$ε_1$和$ε_2$,可以提取倾斜参数。电导率各分量的最大值与载流子浓度和倾斜参数无关。各向异性电导率的最大值的乘积具有普适值$(e^2/4\hbar)^2$。通过电导率的测量可以实现8- $Pmmn$硼化物中的倾斜各向异性狄拉克锥。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall
Optimal band gap for improved thermoelectric performance of two-dimensional Dirac materials
在线性化玻尔兹曼输运理论和弛豫时间近似下,计算了二维狄拉克材料的热电性质。我们发现,无间隙的二维狄拉克材料表现出较差的热电性能比有间隙的。此外,存在一个最佳的带隙最大化的品质因数(ZT)在带隙的二维狄拉克材料。最佳带隙范围为6kBT至18kBT,其中kB为玻耳兹曼常量,T为以开尔文为单位的工作温度。这一结果与体半导体的结果类似,表明了在2D系统中具有窄间隙以实现最佳热电性能的重要性。通过抑制晶格热导率也可以获得更大的最大ZTs。在晶格热导率为零的最理想情况下(仅留下电子热导率),带间隙的2D狄拉克材料中的最大ZT是商业热电材料的ZT的许多倍。
2019-06-24 cond-mat.mes-hall
Density dependent electrical conductivity in suspended graphene: Approaching the Dirac point in transport
我们从理论上考虑,与现有的实验文献相比,门控单层石墨烯的电导率作为载流子密度,温度和无序的函数,以评估在高质量悬浮石墨烯中使用输运研究访问狄拉克点的前景。我们发现,石墨烯电导率的温度依赖性周围的电荷中性点提供的信息如何接近系统可以接近狄拉克点,虽然长程和短程之间的竞争,以及扩散和弹道输运可能会大大复杂的图片。我们还发现,声学声子散射对石墨烯电阻率的贡献总是相关的狄拉克点,在较高密度的情况下,声学声子对电阻率的贡献被强烈抑制在低温布洛赫-Grüneisen制度。我们提供了详细的数值计算结果的温度和密度依赖的导电性悬浮石墨烯。
2013-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Role of acoustic phonons in exotic conductivity of two-dimensional Dirac electrons
研究了二维狄拉克电子的声子散射对电导率的影响。电导率($σ$)的温度($T$)依赖性使用电子格林函数计算,其中杂质($Γ_0$)和声子($Γ_{\rm ph}$)都具有阻尼。对于零掺杂或小掺杂,当前快速通信关注的是,由于狄拉克电子和声子散射之间的竞争,$σ(T)$增加并且变得几乎恒定。$σ(T)$的这种奇怪行为归因于一种奇异的声子散射机制,在狄拉克锥的存在下,其动量空间被强烈缩小。对于大掺杂,由于费米面和声子的相互作用,$σ$减小。非常规的$T$的依赖性的电阻率$ρ(=1/σ)$小掺杂进行了比较与狄拉克电子在有机导体的实验。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport properties of 8-Pmmn borophene: effects of Hall field and strain
多晶型的${\rm 8-Pmmn}$硼化物是一种各向异性的狄拉克材料,在两个谷处具有倾斜的狄拉克锥。狄拉克锥在两个谷处的倾斜方向相反,这在存在面内电场(霍尔场)的情况下通过谷依赖的朗道能级表现出来。朗道能级对谷指数的敏感性导致霍尔场存在下的谷极化磁输运性质,这与具有各向同性非倾斜狄拉克锥的单层石墨烯相反。利用线性响应理论计算了低温区的纵向电导率和霍尔电导率。给出了纵向电导率的解析近似形式,揭示了狄拉克锥的倾斜对纵向电导率振荡(Shubnikov-de Hass振荡)频率的影响。另一方面,霍尔电导率表现出类似石墨烯的平台,除了谷依赖台阶的出现,这完全归因于霍尔场诱导的提升谷简并在朗道能级。另一个值得注意的点是,如果真实磁场被应变诱导的伪磁场所取代,则电场失去其引起谷极化输运的能力。
2018-05-30 cond-mat.mes-hall
Rashba-Cavity Engineering of Energy Gaps and Spin-Hall Conductivity in Semiconducting Artificial Graphene
Yerevan State University(埃里温国立大学);University of Iceland(冰岛大学)
研究远红外腔场与Rashba自旋轨道耦合对InAs/GaAs量子点人工石墨烯能带结构和输运性质的影响,发现腔耦合可调控Dirac点类型、形成电子-光子混合态并显著改变自旋霍尔电导率。
2026-08-07 cond-mat.mes-hall
Intrinsic optical conductivity of modified-Dirac fermion systems
我们分析计算了电子系统的本征纵向和横向光学电导率,该系统由改进的狄拉克费米子模型哈密顿量控制,适用于石墨烯以外的材料,如单层MoS $_2$和拓扑绝缘体的石墨烯膜。我们分析了哈密顿量中的拓扑项对光学电导率和透射率的影响。我们发现,光学响应增强的非平凡阶段的拓扑绝缘体的薄膜的霍尔电导率变化的符号在过渡从平凡到非平凡的阶段,这对系统的圆偏振和光吸收有显着的后果。
2014-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Optical conductivity of black phosphorus with a tunable electronic structure
黑磷(BP)是由磷原子组成的二维层状材料。最近,它被证明,外部扰动,如一个电场关闭的带隙在几层BP,甚至可以诱导带反转,导致在绝缘体相与有限的能隙或狄拉克半金属相的特点是由两个单独的狄拉克节点。在两个相之间的过渡,出现了半狄拉克状态,其中能量沿一个方向线性分散,沿另一个方向二次分散。在这项工作中,我们研究的光学电导率的少层BP使用晶格模型和相应的连续模型,将外部电场和有限的温度的影响。我们发现,低频光学电导率缩放的幂律,不同的相位,这可以被用来作为一个实验签名的少层BP在不同的阶段。系统地分析了材料参数随电场增大的演化规律,以及对电导率幂律行为的影响。
2019-03-08 cond-mat.mes-hall
Inter-Band Effects of Magnetic Field on Hall Conductivity in Multi Layered Massless Dirac Fermion System $α$-(BEDT-TTF)$_2$I$_3$
我们在有机导体$α$ -(BEDT-TTF)$_2$ I $_3$中发现了在高静水压下具有层状结构的二维零能隙材料。与石墨烯相反,除了在狄拉克点附近之外,电子-空穴对称性不好。因此,温度依赖性的化学势,$μ$,在该系统中的运输中起着重要的作用。给出了$μ$的实验配方。当$μ$通过狄拉克点时,我们成功地检测到了磁场对霍尔电导率的带间影响。
2012-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Wiedemann-Franz law for massless Dirac fermions with implications for graphene
在Crossno等人的2016年实验中[Science 351,1058(2016)],发现电子对石墨烯热导率的贡献违反了众所周知的金属Wiedemann-Franz(WF)定律。在液氮温度下,电荷中性样品的热导率比WF定律预测的高10倍以上,这归因于粒子之间的相互作用导致流体力学描述的集体行为。在这里,我们表明,通过适应手册推导的WF法律的情况下,无质量狄拉克费米子,显着增强的热导率也应该出现在几个-甚至亚开尔文温度,在那里的相互作用的作用可以忽略不计。还提供了弹道石墨烯中矩形和盘形(Corbino)器件的Landauer-Büttiker形式主义内获得的数值结果的比较。
2021-04-16 cond-mat.mes-hall
AC conductivity and magnetic dichroism of two-dimensional antiferromagnetic Dirac semimetals
本文利用Kubo公式研究了二维反铁磁Dirac半金属CuMnAs的磁光性质,发现调节Néel矢量可改变磁光响应的符号与振幅,并提出磁线二色性光谱可用于确定Néel矢量取向。
2024-07-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Monolayer graphene panorama, Majorana modes and Longitudinal conductivity
我们采取了一个广角的观点的单层石墨烯的谷混合和自旋简并提升的问题被假定为可能通过楔入必要的成分,即原子尖锐的散射体和强Rashba耦合主导的内在自旋轨道耦合。这导致了八个马约拉纳模式(准粒子是自共轭的)接近实验无法达到的狄拉克点。利用Kubo公式,我们还得到了无序系统在室温下的半经典扩散(纵向)电导率约为2.018 e~2/h。虽然这是一个高估,但我们仍然能够定性地捕捉到石墨烯的室温电导率是有限的,并且对电导率的贡献来自非常接近狄拉克点的动量。
2012-08-22 cond-mat.mes-hall
Finite-size effects on the minimal conductivity in graphene with Rashba spin-orbit coupling
我们从理论上研究了单层石墨烯在Rashba自旋轨道耦合作用下的最小电导率。拉什巴自旋轨道相互作用导致低能带发生三角翘曲变形,当能量小于利弗希茨能量时,费米圈分裂成四个部分,形成四个单独的狄拉克锥。我们计算的最小电导率的长度$L$和宽度$W$内的Landauer-Büttiker形式主义在连续和紧束缚模型的理想带。我们表明,最小电导率取决于样品和探测电极的相对取向,由于不同的狄拉克锥相关的状态的干扰。我们还探讨了有限的系统尺寸的影响,并发现,最小的电导率可以降低相比,一个无限宽的样品。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
THz conductivity of graphene on boron nitride
氮化硼衬底上的石墨烯的导电性在太赫兹(THz)和红外(IR)频率区域中表现出与由弱耦合二维材料形成的周期性莫尔图案相关联的特征。当两个蜂窝晶格取向对齐时,THz和IR特征最强,并且在这种情况下,泡利被阻挡,除非费米能级相对于石墨烯片狄拉克点接近$\pm 150$ meV。由于在狄拉克点以上形成的莫尔带之间的跃迁能量很小,因此n掺杂石墨烯中的交流导电性特征往往被德鲁德峰压倒。然而,衬底诱导的带分裂在狄拉克点以下的能量处更大,并且然而可以在p掺杂的石墨烯中在THz和IR频率处导致尖锐的特征。在这封信中,我们专注于最强的几个THz和IR特征,解释它们如何从莫尔带联合态密度的临界点产生,并评论它们活跃的费米能量区间。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall
Low-temperature linear transport of two-dimensional massive Dirac fermions in silicene: residual conductivity and spin/valley Hall effects
考虑有限温度屏蔽电子-杂质散射,我们提出了一种动力学方程方法来研究二维大质量费米子在硅烯中的输运性质。我们发现当化学势位于能隙内时,纵向电导率总是不为零。这种剩余电导率来自带间相关性,并且强烈依赖于电子-杂质散射的强度。我们还澄清,电子-杂质相互作用作出重大贡献的自旋和谷霍尔电导率,然而,几乎是独立的杂质密度。纵向电导率以及自旋和谷霍尔电导率对化学势,温度和能隙的依赖关系进行了分析。
2015-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous conductivity tensor in the Dirac semimetal Na_3Bi
Na 3Bi是一种狄拉克半金属,具有受保护的节点,可能对磁场B中的时间反演不变性的破坏敏感。我们报告的实验表明,电导率和电阻率张量表现出强大的异常在B。电阻率$ρ_{xx}$是B-线性高达35 T,而霍尔角表现出一个不寻常的轮廓接近阶梯函数。电导率$σ_{xx}$和$σ_{xy}$在大B下具有相同的幂律依赖性。我们提出,这些显着偏离传统的运输结果从一个不寻常的敏感性的运输寿命B。并与Cd_3As_2作了比较。
2015-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Role of Dirac nodal lines and strain on the high spin Hall conductivity of epitaxial IrO2 thin films
自从在某些重金属元素中发现“巨大的”自旋霍尔效应(SHE)以来,人们一直在努力识别和开发新的和技术上可行的基于重金属的薄膜材料,其可以以甚至更高的效率产生自旋电流以在相邻的铁磁纳米结构上施加自旋轨道转矩(SOT)。与此同时,已经有了广泛的基础研究自旋电流,可以产生强大的,内在的自旋轨道相互作用(SOI)的影响,在更奇异的系统,包括拓扑绝缘体,过渡金属二硫属元素与破坏晶体对称性,外尔和狄拉克半金属,其中无隙电子激发的拓扑和对称性的保护。在这里,我们实验研究强SOT从拓扑半金属IrO2在(001)和(110)正常的薄膜,表现出明显不同的SHE强度。角分辨光电子能谱研究表明,IrO2在能带结构中具有狄拉克节线(DNL),这可以实现非常高的自旋霍尔电导率(SHC)。(001)膜表现出异常高的阻尼类扭矩效率,范围从293 K下的0.45到30 K下的0.65,这设定了比理论预测高十倍且符号相反的SHC下限。我们观察到各向异性应变(110)膜中SHC的显著降低,这表明存在于(001)膜中并有助于SHC的DNL由于(110)膜中的大的各向异性应变而被破坏和缺口化,这进而显著降低SHC。这种狄拉克半金属在室温下具有很大的自热膨胀系数,具有很好的应用前景。
2020-06-08 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear conductivity induced by quantum geometry in altermagnets and measurement of the in-plane Néel vector
本文研究含Rashba相互作用的d波交错磁体二阶非线性电导,证明量子度规与非线性Drude响应可用于测量面内Néel矢量,并给出纵向、横向解析公式。
2024-09-14 cond-mat.mes-hall
Sum Rules for the Optical and Hall Conductivity in Graphene
石墨烯每个晶胞具有两个原子,准粒子表现出Dirac-like行为。这些性质导致除了带内光学跃迁之外的带间光学跃迁并且修改纵向电导率上的$f$求和规则。场效应石墨烯晶体管中对应的光谱权重对所施加的栅极电压$V_g$的预期依赖性是$\sim {const}- |V_g|^{3/2}$。对于$V_g =0$,其温度依赖性为$T^3$,而不是通常的$T^2$。对于霍尔电导率,相应的光谱权重由霍尔频率$ω_H$确定,其在载流子不平衡密度$ρ$中是线性的,因此与$V_g$成比例,并且不同于狄拉克准粒子的回旋频率。
2007-04-12 cond-mat.mes-hall
Quantum high-frequency conductivity oscillations in graphene multilayers and nodal semimetals in a tilted magnetic field
预测了带接触线导体高频电导率的一种新的角振荡。这种效应是由费米面自交点附近的载流子群引起的,在费米面自交点附近的电子能谱近似为线性,可以用各向异性的狄拉克锥模型来描述。共振峰的振幅满足简单求和规则。由于磁场的倾斜角可以很容易地改变狄拉克锥的各向异性程度,这使得所考虑的振荡类型对于相对论效应的实验观察很有吸引力
2020-05-30 cond-mat.mes-hall
Chiral Magnetic Conductivity in the Tight-Binding Model of Dirac Semimetals
Ariel University(阿里埃勒大学)
研究狄拉克半金属紧束缚模型在磁场和电场下的电导率,通过强磁场极限和小温度极限计算,考虑杂质散射耗散,结果证实磁导率来源是手征磁效应。
2026-08-05 cond-mat.mes-hall hep-ph
Diverging dc conductivity due to a flat band in disordered pseudospin-1 Dirac-Weyl fermions
一些晶格,如骰子晶格或李布晶格,拥有狄拉克锥和一个穿过狄拉克点的平带,其有效模型是赝自旋-1的狄拉克-外尔方程。我们调查的命运的平带中存在的障碍,通过专注于态密度(DOS)和直流电导率。虽然中心枢纽网站并没有揭示的平带的存在下,亚晶格上的非中心网站上的解决DOS表现出一个狭窄的峰值与高度约1/ \sqrt{g}与g的无量纲的无序方差。虽然在平带上群速度为零,但由于传播带与平带之间的带接触点周围的带间跃迁,直流电导率随无序度减小而发散为ln(1/g)。给出了更高赝旋的推广。
2013-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum Interference Transport in two-dimensional Semi-Dirac Semimetals
近年来,半狄拉克半金属在理论和实验上都得到了广泛的研究。由于各向异性色散,其物理性质高度依赖于方向。本文利用费曼图解微扰理论研究了量子扩散区的输运性质。推导了具有量子干涉修正的半狄拉克半金属的磁导率,证明了半狄拉克半金属的弱局域化效应。此外,异常霍尔电导率的起源也得到澄清,其中本征和侧跳的贡献消失,只有斜散射引起非零的横向电导率。详细研究了介观和量子扩散体系中的电导涨落。我们的工作提供了理论预测的传输实验,这可以通过电导率测量在足够低的温度下进行检查。
2022-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conductivity of interacting massless Dirac particles in graphene: Collisionless regime
我们提供了详细的计算。当ω>> T时,在无碰撞极限下,石墨烯中1/r库仑相互作用的无质量狄拉克粒子的电导率。分析了电子的自能、电流顶角函数和极化函数,它们是计算包括交流磁场在内的物理量的基础。通过检查与电荷守恒相关联的Ward-Takahashi恒等式并确保它们在每一步都得到满足来进行电导率。我们采用Veltman和t 'Hooft的维数正则化的变体,取空间维数D=2-ε,其中ε> 0。这里采用的程序产生的电导率校正的结果,而明确地保持电荷守恒定律,然而,从文献中先前报道的结果不同。
2010-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
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
Observations of $ν=1$ Quantum Hall Effect and Inter-Band Effects of Magnetic fields on Hall Conductivity in Organic Massless Dirac Fermion System $α$-(BETS)$_2$I$_3$ under Pressure
本文在压力下的 α-(BETS)₂I₃ 有机无质量 Dirac 费米子体系中观测到 ν=1 量子 Hall 态,并通过化学势跨越 Dirac 点揭示了磁场对 Hall 电导率的带间效应。
2023-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el