Phase diagram of disordered higher-order topological insulator: A machine learning study
高阶拓扑绝缘体是一种新的物质拓扑态概念，它的特征是涌现出的边界态的维数比体相的维数低2个以上，引起了人们极大的兴趣。然而，其对疾病的鲁棒性仍不清楚。在这里，我们研究了呼吸kagome模型中存在障碍的高阶拓扑绝缘体相位的相图，通过使用最先进的机器学习技术。我们发现只要能隙不闭合，角态在有限的无序势强度下仍然存在，表明高阶拓扑相对无序的稳定性.
2019-02-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulators induced by random binary disorders
在凝聚态和人工系统中，不同的无序导致了不同的局域化和拓扑现象。本文研究了具有空间相关随机二元无序的一维Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑和局部化性质。研究发现，在不同的参数范围内，随机二元无序可以从平凡绝缘体中诱导出拓扑安德森绝缘相。拓扑安德森绝缘体的特征在于无序平均缠绕数和局域体态揭示了在实空间和动量空间的参与比的倒数。我们发现拓扑相边界与自洽Born方法和零能模局域化长度的分析结果一致，并讨论了双峰几率对无序诱导拓扑相的影响.在原子或光子系统中，可以从平均手征位移来检测系统的拓扑特征。我们的工作提供了一个扩展的拓扑安德森绝缘体的情况下，相关的障碍。
2022-02-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological quantum criticality of the disordered Chern insulator
该研究针对二维无序拓扑陈绝缘体，提出了弱无序下识别临界态的几何判据并解析推广至强无序区，绘制出能量、拓扑参数与无序强度相空间中的临界曲面，辅以数值分析验证了临界态位置与多重分形性质。
2022-12-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Thin film of a topological insulator as a spin Hall insulator
利用Kubo公式研究了拓扑绝缘体薄膜表面态的自旋电导。膜的不同面之间的杂化在狄拉克点处打开了一个间隙。我们发现，在带隙区自旋电导率仍然是有限的。在带隙附近的无带隙区，自旋电导率增强。这些发现使得拓扑绝缘体薄膜成为自旋电子学应用的有前途的材料。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Disorder effect on the Friedel oscillations in a one-dimensional Mott insulator
本文用DMRG方法数值计算了莫特绝缘体中一维无序导线的一边与量子点耦合时产生的Friedel振荡。通过研究无序对Friedel振荡衰减的影响，我们发现无序的影响随着相互作用强度的增加而减小。这种行为是相反的，最近报道的影响，在安德森绝缘体制度，无序导致更强的衰减的弗里德尔振荡。
2007-04-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Growth of quantum well films of topological insulator Bi2Se3 on insulating substrate
绝缘衬底对于厚度仅为几纳米的拓扑绝缘体薄膜的电输运研究和室温应用至关重要。采用分子束外延技术在α-Al 2 O3（蓝宝石）（0001）衬底上生长了高质量的三维拓扑绝缘体Bi 2Se 3量子阱薄膜。薄膜具有良好的量子阱态和表面态，表明宏观区域的厚度均匀。蓝宝石（0001）衬底上的Bi_2Se_3薄膜为研究拓扑绝缘体的低维物理提供了一个很好的系统，因为衬底的导电贡献很小，可以忽略不计。
2010-12-28 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
Mode Delocalization in Disordered Photonic Chern Insulator
在无序的二维陈氏绝缘体，一个单一的体扩展模式被预测存在每带，到一个临界的无序强度，所有其他的体模式本地化。这种行为与拓扑平凡的二维相位形成强烈对比，二维相位的模式在无序的存在下都变得局域化。利用紧束缚模型的一个现实的光子陈氏绝缘体，我们表明，离域体本征态可以观察到在一个实验现实的设置。这需要选择性地使用谐振器损耗来抑制拓扑边缘状态，并且使用可变谐振器失谐来获得足够大的系综尺寸。
2021-02-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Dynamical magnetoelectric coupling in axion insulator thin films
轴子绝缘体是一种奇异的磁性拓扑绝缘体，其Chern数为零，但具有非零的量子化Chern-Simons磁电耦合。由于拓扑磁电效应信号很小，目前还没有确凿的实验证据。在这里，我们表明，动态磁电耦合可以诱导的\emph{out-of-plane}表面磁化动力学的轴子绝缘体薄膜，进一步产生的极化电流在同一方向的外部磁场的存在下。这种电流在体中是有限的，并且随着膜厚度$d$减小而增大，这与随着$d$减小而减小的TME电流相反。值得注意的是，磁共振时薄膜中的电流至少是TME的十倍，因此可以作为轴子绝缘体的确凿证据。
2020-07-20 cond-mat.mes-hall
Electronic transport properties of topological insulator films and low dimensional superconductors
本文综述了近年来拓扑绝缘体和超导纳米线及超导薄膜的研究进展。本文报道了用输运测量方法在TI薄膜中发现的电子-电子相互作用（EEI）、弱反局域化（WAL）和各向异性磁电阻（AMR）效应。然后，介绍了超导薄膜、桥和纳米线的输运性质以及非超导纳米线中的邻近效应。最后，TI和超导体（SC）之间的相互作用进行了讨论。
2013-10-28 cond-mat.mes-hall
Transport Properties of Topological Insulators Films and Nanowires
近几年来，人们对拓扑绝缘体的研究和认识发展迅速。本文在简要总结了拓扑绝缘体的发展历史后，重点介绍了拓扑绝缘体薄膜和纳米线输运实验的最新进展。一些量子现象，包括弱反局域化，Aharonov玻姆效应和Shubnikov de Haas振荡，在这些纳米结构中观察到的描述。此外，超导邻近效应的电子输运证据，以及在拓扑绝缘体/超导体混合结构的异常电阻增强包括在内。
2013-05-28 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a Dirac-semimetal thin film
最近发现的拓扑狄拉克半金属代表了一种新的奇异的量子态的物质。拓扑狄拉克半金属可以被看作是石墨烯的三维类似物，其中狄拉克节点受到晶体对称性的保护。研究发现量子限制效应可以使狄拉克节点空出来，使狄拉克半金属转变为带绝缘体。根据薄膜的厚度，带绝缘体可以是普通绝缘体，也可以是量子自旋霍尔绝缘体。本文研究了Dirac半金属薄膜中的无序效应。研究发现，在狄拉克半金属薄膜中，适度的安德森无序强度可以驱动从正常带绝缘体到拓扑安德森绝缘体的拓扑相变。基于Dirac半金属Na $_{3}$ Bi模型参数的数值计算表明，在拓扑Anderson绝缘体相中，带绝缘体的体隙中出现了量子化电导平台，局域电流分布进一步证实了量子化电导平台是由无序诱导的螺旋边缘态产生的.最后，采用基于玻恩近似的有效介质理论对数值结果进行了拟合.
2017-05-24 cond-mat.mes-hall
Electric Field Tuning of the Surface Band Structure of Topological Insulator Sb2Te3 Thin Films
用低温扫描隧道显微镜测量了外延Sb_2Te_3薄膜的表面态谱对外加栅电场的响应。费米能级的栅极相关位移和体载流子的屏蔽效应随膜厚的变化而变化。我们观察到的狄拉克点的薄膜薄于四五层，由于顶部和底部表面的耦合的间隙开口。此外，三个五层膜的顶面态带隙被发现是可调的背栅，表明在该系统中观察到拓扑相变的可能性。我们的结果很好地解释了一个有效的模型的三维拓扑绝缘体薄膜的结构反转不对称性，表明三个五层Sb 2 Te 3膜是拓扑非平凡的，属于量子自旋霍尔绝缘体类。
2013-04-12 cond-mat.mes-hall
Exchange Field-Mediated Magnetoresistance in the Correlated Insulator Phase of Be Films
我们提出了一个铁磁体和顺磁金属的不同无序之间的邻近效应的研究。薄铍膜沉积到5 nm厚的铁磁绝缘体EuS层上。该双层布置在具有薄层电阻$R\ll R_Q$的低电阻Be膜中诱导几特斯拉的交换场$H_{ex}$，其中$R_Q=h/e^2$是量子电阻。我们发现，$H_{ex}$生存在非常高的电阻膜，事实上，似乎是相对不敏感的被障碍。我们利用这一事实，以产生一个巨大的低场磁电阻的相关绝缘体相的Be薄膜与$R\gg R_Q$。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall
Giant Magneto-optical Kerr Effect and Universal Faraday Effect in Thin-film Topological Insulators
当拓扑绝缘体的时间反演对称性被破缺时，它会表现出很强的磁电效应。本文研究了与铁磁体弱交换耦合的拓扑绝缘体薄膜的磁光克尔效应和法拉第效应。我们发现它的法拉第旋转在低频有一个普适值，$θ_{\mathrm{F}} = \mathrm{tan}^{-1}\,α$，其中$α$是真空精细结构常数，它有一个巨大的克尔旋转$θ_{\mathrm{K}} = π/2$。这些性质来自于薄膜腔限制和拓扑绝缘体的螺旋准粒子的表面霍尔电导率之间的微妙相互作用。
2010-07-27 cond-mat.mes-hall
Optical Conductivity of Topological Insulator Thin Films in a Quantizing Magnetic Field
我们确定了量子化外部磁场存在下拓扑绝缘体薄膜的光学响应。我们明确地考虑到杂交之间的顶部和底部表面的状态。杂化和塞曼能量之间的相互作用引起拓扑和正常的绝缘体相和它们之间的相变。研究了两相中以及相变点的光学响应。我们发现，磁光响应的差异可以用来区分系统的正常相位的拓扑相位。此外，光学响应还允许我们确定由拓扑绝缘体薄膜的顶表面态和底表面态之间的杂化产生的间隙。
2014-12-04 cond-mat.mes-hall
Quantum Anomalous Hall Effect in Three-dimensional Topological Insulator/Thin-film Ferromagnetic Metal Bilayer Structure
我们从理论上证明了三维拓扑绝缘体（TI）/薄膜铁磁金属（FMM）双层结构是一种具有宽禁带的量子反常霍尔（QAH）绝缘体.通过对本征态的能带结构和权重分布的研究，我们证明了在3DTI上附加金属薄膜可以使原Dirac点附近的能带杂化，从而使拓扑非平凡态转移到金属层中.通过在薄膜层中引入磁交换相互作用，我们计算了双层结构的反常霍尔电导率和磁各向异性，表明比通常的材料，如3DTI和3DTI/铁磁绝缘体异质结构的磁掺杂薄膜，更宽的间隙实现QAH效应的出现。结果表明，3DTI/薄膜FMM双层结构即使在室温下也能实现QAH效应，这将为其他奇异拓扑量子现象的实验实现铺平道路.
2021-04-09 cond-mat.mes-hall
Double-layer graphene and topological insulator thin-film plasmons
我们提出了耦合无质量狄拉克二维电子系统的光学和声学等离子体激元集体模式的数值和分析结果。我们的研究结果适用于拓扑绝缘体（TI）薄膜和两个石墨烯片由薄的电介质阻挡层分开。我们发现，由于强体介电屏蔽TI声学模式被锁定到顶部的粒子-空穴连续，因此可能无法观察到。
2011-12-07 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
Higher-order topological Anderson insulators in quasicrystals
无序对周期系统高阶拓扑相的影响引起了人们的广泛关注。然而，在非周期系统，如准晶系统，无序和高阶拓扑结构之间的相互作用仍然不清楚。本文研究了二维Amman-Beenker镶嵌准晶晶格中无序对两种二阶拓扑绝缘体的影响，包括准晶四极绝缘体和改进的量子自旋霍尔绝缘体.我们证明了高阶拓扑绝缘体在两种模型中对弱无序都是鲁棒的。更引人注目的是，在两个模型中，在一定的无序强度区域发现了无序诱导的高阶拓扑绝缘体，称为高阶拓扑安德森绝缘体。我们的论文扩展了无序和高阶拓扑结构之间的相互作用的研究准晶系统。
2021-12-13 cond-mat.mes-hall
Tunneling Tuned Spin Modulations in Ultrathin Topological Insulator Films
量子隧穿与费米表面自旋极化之间的定量关系是利用拓扑绝缘体表面态进行器件设计的关键。利用p偏振光自旋分辨光电子能谱研究了拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜的金属-绝缘体转变，发现在一定的薄膜厚度下，远离表面布里渊区中心的动量自旋极化较大.此外，极化显着降低，增强隧道系统实现在薄绝缘膜，而极化的幅度饱和到批量限制更快地在较大的波矢在较厚的金属膜。我们的理论模型计算捕捉到了量子隧穿和费米表面自旋极化之间的微妙关系。我们的研究结果表明，极化电流可以调谐到零，在薄绝缘膜形成的基础上，为未来的自旋开关纳米器件。
2013-07-21 cond-mat.mes-hall
Modification of the hybridization gap by twisted stacking of quintuple layers in a three dimensional topological insulator thin film
扭曲分层材料的堆叠会产生丰富的新物理学。三维（3D）拓扑绝缘体膜在顶表面和底表面上具有二维无带隙狄拉克电子，当膜低于某一临界厚度时，所述狄拉克电子将杂化并在表面态结构中打开带隙。根据文献，可以通过各种参数（例如膜厚度、反转对称性等）来调节杂化带隙。三维强拓扑绝缘体Bi（Sb）Se（Te）族具有通过范德华相互作用堆叠在一起的五重层（QL）组成的层状结构。在这里，我们成功地生长扭曲堆叠的Sb 2 Te 3量子点，并研究扭曲角度的影响下的厚度限制的杂交间隙。我们发现，可以调整的杂化间隙的薄膜的三个量子阱，这可能会导致量子自旋霍尔态。在3-QL膜中发现间隙闭合的特征。该方法的成功应用为研究拓扑绝缘体中的奇异物理开辟了一条新的途径。
2021-08-09 cond-mat.mes-hall
Propagation of Surface Plasmon Polaritons in Thin Films of Topological Insulators
研究了表面等离子激元在拓扑绝缘体薄膜中的传播。所考虑的材料是第二代三维拓扑绝缘体Bi $_2$ Se $_3$、Bi $_2$ Te $_3$和Sb $_2$ Te $_3$。色散关系和传播长度的数值估计，考虑到拓扑绝缘体以及基板使用Drude-Lorentz模型的体介电函数的变化。确定了影响传播长度的关键因素，并提出了修改色散关系的方法。对Bi $_2$ Se $_3$的实验数据与理论值之间的明显差异提出了解释。
2016-01-25 cond-mat.mes-hall
Large Enhancement of Electronic Thermal Conductivity and Lorenz Number in Topological Insulator Bi2Te2Se Thin Films
拓扑绝缘体（TI）由于其体相绝缘而表面导电的特性，引起了人们的广泛关注。然而，对拓扑绝缘体中的热输运，特别是表面态的影响的研究和理解还很缺乏。本文研究了Bi_2Te_2Se_TI薄膜的面内热导率随厚度的变化规律。对于厚度低于20 nm的膜，观察到热导率和电导率的大的增强，这归因于这些膜的表面状态和体绝缘性质。令人惊讶的是，表面的洛伦兹数超过10倍的索末菲值被发现。输运测量表明，当膜厚小于20 nm时，表面是接近电荷中性点。大Lorenz数的可能原因包括表面态Dirac流体中电流和热流的解耦以及涉及表面态的双极扩散输运。
2017-02-06 cond-mat.mes-hall
Effect of chiral selective tunneling on quantum transport in magnetic topological-insulator thin films
采用Landauer-Buttiker方法研究了磁掺杂超拓扑绝缘体薄膜的电子输运性质。手性选择性隧穿在这样的系统中，导致传输间隙，并因此电流阻塞解决。当具有相反手性的磁性状态在能量上对齐时，这种量子传输阻塞发生。当电子隧穿由交换场引起的磁势势垒或磁势阱时，可以观察到这一点。证明了当结构反转非对称势或面内磁化作用时，这一手征跃迁规则失效，这一新发现有助于解释拓扑绝缘体薄膜中的量子输运，特别是揭示量子反常霍尔效应的纵向电导行为.此外，利用手性选择性隧穿效应产生的负微分电阻，可以设计磁性拓扑绝缘体薄膜的电子器件。
2017-07-29 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantum-Tunneling Modulated Spin Texture in Ultrathin Topological Insulator Bi2Se3 Films
了解异质拓扑绝缘体薄膜中边界模的自旋织构行为对于设计和制备功能纳米器件至关重要。在这里，通过使用自旋分辨光电子能谱与p-偏振光在拓扑绝缘体Bi_2Se_3薄膜，我们报告的隧穿依赖的拓扑绝缘体薄膜的自旋组态的演变跨越金属到绝缘体的转变。我们观察到强烈的结合能和波矢依赖的自旋极化的拓扑表面电子在超薄隙狄拉克锥极限。增强隧穿实现系统的薄绝缘膜的极化显着降低，而在较厚的金属膜在较大的波矢的极化饱和到批量限制更快的幅度。我们提出了一个理论模型，捕捉量子隧穿和费米表面自旋极化之间的这种微妙的关系。我们的高分辨率自旋为基础的光谱结果表明，极化电流可以调谐到零，在薄绝缘膜形成的基础上，为未来的自旋开关纳米器件。
2014-04-10 cond-mat.mes-hall
Coulomb drag in topological insulator films
研究了拓扑绝缘体薄膜上下表面间的库仑阻力。我们推导了包含两层系统完整自旋结构的薄膜自旋密度矩阵的动力学方程，并详细分析了电子-电子相互作用，以恢复所有与库仑阻力有关的项。针对典型的拓扑绝缘体系统，薄膜厚度d达6 nm，我们得到了数值和近似的解析结果的拖曳电阻$ρ_\text{D}$，并发现$ρ_\text{D}$是成正比的$T^2d^{-4}n^{-3/2}_{\text{a}}n^{-3/2}_{\text{p}}$在低温T和低电子密度$n_{\text{a,p}}$，其中a表示的有源层和p的钝化层。此外，我们比较了$ρ_{\text{D}}$与石墨烯，确定定性和定量的差异，我们讨论了多谷的情况下，超薄膜和电子空穴层。
2016-01-11 cond-mat.mes-hall
Connecting Topological Anderson and Mott Insulators in Disordered Interacting Fermionic Systems
拓扑安德森绝缘体和莫特绝缘体是迄今为止在拓扑带绝缘体之外被单独和广泛探索的两个相。在这里，我们把这两个看似不同的拓扑相结合成一个系统的自旋1/2相互作用的费米子原子在一个无序的光晶格。我们发现在无相互作用和干净的极限下，拓扑Anderson绝缘体和莫特绝缘体在我们模型的相图中可以无间隙闭合地电连接。在这两个相之间，我们发现了一种无序相关的拓扑绝缘体，它是由无序和相互作用的结合从平凡的带状绝缘体诱导出来的，作为拓扑安德森绝缘体对多体相互作用机制的推广。相图通过计算各种拓扑性质来确定，并通过无监督和自动化机器学习来确认。我们开发了一种方法来提供一个统一和清晰的描述拓扑相变驱动的相互作用和无序。拓扑相位可以从光晶格中的无序/相互作用诱导的边缘激发和电荷泵中检测到。
2021-07-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Interacting Dirac Fermions on a Topological Insulator in a Magnetic Field
我们研究了外磁场中拓扑绝缘体薄膜表面的分数量子霍尔态，其中载流子的狄拉克费米子性质最近才在实验上得到证实.我们的研究表明，分数量子霍尔态在拓扑绝缘体的表面朗道能级中确实是可以观察到的。然而，由于拓扑绝缘体膜的有限厚度以及由于膜的两个表面的朗道能级的混合，与石墨烯中的效应相比，该效应的强度将不同。在较小的膜厚度下，该混合导致激发间隙对膜厚度的强烈非单调依赖性。当薄膜厚度足够大时，最低两个朗道能级的激发能隙强度相当。
2011-08-20 cond-mat.mes-hall
Specular Andreev reflection in thin films of topological insulators
从理论上揭示了在栅电场存在下，薄膜拓扑绝缘体正常超导（N/S）结中出现Andreev镜面反射的可能性。镜面Andreev反射的概率随着电场的增加而增加，并且单位效率的电子-空穴转换发生在实验可达到的宽的电场范围内。我们表明，完美的镜面Andreev反射可以发生在所有的入射角与一个特定的激发能值。此外，我们发现该结构的热导率与温度呈指数关系。我们的研究结果揭示了所提出的拓扑绝缘体薄膜为基础的N/S结构的带内镜面Andreev反射的实现的潜力。
2016-05-04 cond-mat.mes-hall
Electronic and Topological Properties of a Topological Insulator Thin Film Sandwiched between Ferromagnetic Insulators
本文研究夹在两层铁磁绝缘体之间并受栅极电压调控的拓扑绝缘体薄膜，利用格林函数方法计算其自旋极化、反常霍尔效应和磁电阻，并证明通过调节栅压和磁化可实现向反常量子霍尔态的拓扑转变。
2023-09-16 cond-mat.mes-hall
Topological insulator Bi2Se3 thin films grown on double-layer graphene by molecular beam epitaxy
采用分子束外延技术在6 H-SiC（0001）衬底上制备了双层石墨烯，在石墨烯上生长了原子级平坦的拓扑绝缘体Bi 2Se 3薄膜。通过反射式高能电子衍射和扫描隧道显微镜的结合研究，确定了Bi_2Se_3外延薄膜逐层生长的富Se条件和温度判据。原位角分辨光电子能谱测量表明，未掺杂的薄膜具有1.0 \pm 0.2 × 10 ~（11）/cm ~ 2的低缺陷密度，在10个五层厚的薄膜中形成块状绝缘体.
2010-07-06 cond-mat.mes-hall
Acoustic phonon dynamics in thin-films of the topological insulator Bi2Se3
瞬态反射率的痕迹测量的纳米尺寸的薄膜的拓扑绝缘体Bi 2 Se 3揭示了GHz范围内的振荡驱动的热载流子光激发与超短激光脉冲的1.51 eV的光子能量的弛豫。这些振荡已经被认为是由声学声子动力学引起的，包括以驻波形式的相干纵向声学声子。随着薄膜厚度从40 nm减小到15 nm，振荡频率从~35 GHz增加到~70 GHz，这归因于两种不同模式之间的相互作用，对于厚度大于40 nm的薄膜，采用行波模式;对于厚度小于40 nm的薄膜，采用薄膜体声波谐振器（FBAWR）模式。当Bi_2Se_3膜中的间接界面耦合将FBAWR机制切换到兰姆波激发时，对于厚度低于15 nm的膜，振荡的幅度迅速衰减。相干纵向声学声子的频率范围与Bi 2Se 3的弹性性质很好地一致。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall
Electrically induced strong modulation of magnons transport in ultrathin magnetic insulator films
通过磁绝缘体的磁振子输运可以由电流偏置的重金属栅极控制，该重金属栅极通过磁振子密度来调制磁振子电导率。在这里，我们报告的非线性调制效应在10 $\,$ nm厚的钇铁石榴石（YIG）薄膜。调制效率大于40%/mA。对于400 $\,$ nm宽的Pt栅极，在高DC电流密度（2.2 $\times 10^{11}\,$ A/m $^{2}$）下的自旋输运信号饱和，这表明即使在高电流水平下，尽管膜的高磁质量，也不能达到磁不稳定性。
2020-11-16 cond-mat.mes-hall
Intrinsic magnetoresistance in metal films on ferromagnetic insulators
我们预测了正常金属中界面Rashba自旋轨道耦合引起的磁电阻效应|铁磁绝缘双层它取决于电流和磁化方向之间的角度，与由自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应的组合作用引起的“自旋霍尔磁阻”机制相同。由于相同的现象，不清楚Nakayama等人报告的磁阻是体金属效应还是界面效应。界面Rashba感生磁电阻可以通过其对金属膜厚度的依赖性而与体金属自旋霍尔磁电阻区分开。
2014-07-14 cond-mat.mes-hall
Spin-pumping and Enhanced Gilbert Damping in Thin Magnetic Insulator Films
薄膜磁绝缘体中的旋进磁化将自旋泵入相邻的金属中;然而，这种现象还没有定量地理解。本文提出了自旋抽运与横模数和面内波矢关系的理论。对于长波长的自旋波，增强吉尔伯特阻尼的横向模式的体积波是两倍的宏观自旋模式，和表面模式，增强可以是十倍或更强。对于短波长交换自旋波，自旋泵浦可以忽略不计。我们证实了我们的分析理论与最近的实验结果一致的数值计算。
2013-03-20 cond-mat.mes-hall
Magneto-optical properties of topological insulator thin films with broken inversion symmetry
我们确定了量子化外部磁场存在下的薄膜拓扑绝缘体的光学响应，同时考虑了表面态之间的杂化、反转对称性破缺和磁场引起的显式时间反演对称性破缺。我们发现，在系统中，这可能是由于与基板或电子门的相互作用，导致在朗道能级交叉，导致额外的光学跃迁通道，以前禁止的反转对称性的破坏。我们表明，通过调整杂交和对称性破缺参数，从正常的拓扑绝缘体阶段的过渡发生在纵向和光学霍尔电导率可测量的签名。
2017-04-12 cond-mat.mes-hall
Heterogeneous nucleation and metal-insulator transition in epitaxial films of NdNiO$_3$
我们研究了NdNiO $_3$薄膜中温度驱动的一级金属-绝缘体（M-I）相变，并与体材料的M-I相变进行了比较。薄膜的M-I转变对外延应变敏感，外延应变的部分弛豫在薄膜中产生不均匀的应变场，该应变场加宽了M-I转变。无论是薄膜还是块状样品，在过渡区都表现出非平衡特征，这归因于高温金属相在其过冷状态下的存在。发现薄膜中的过冷度比体中的过冷度小得多，这表明薄膜中的金属绝缘体转变是通过异质成核发生的。
2010-07-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Topological phase transition and two dimensional topological insulators in Ge-based thin films
利用第一性原理密度泛函理论，讨论了Ge（Bi $_x$ Sb $_{1-x}$）$_2$ Te $_4$薄膜中可能的拓扑相变随层厚和Bi浓度$x$的变化.体材料在$x$ = 1.0时是拓扑绝缘体，在表面布里渊区中心具有单个狄拉克锥表面态，而在$x$ = 0时是平凡绝缘体。通过对能带拓扑结构的系统研究，我们预测，具有$x$ = 0.6，0.8和1.0的Ge（Bi $_x$ Sb $_{1-x}$）$_2$ Te $_4$薄膜是二维（2D）拓扑绝缘体的候选者，其将经历作为$x$的函数的2D拓扑相变。给出了Ge（Bi $_x$ Sb $_{1-x}$）$_2$ Te $_4$薄膜的拓扑相图，以指导实验探索.
2013-12-02 cond-mat.mes-hall
Conductance fluctuations and disorder induced $ν=0$ quantum Hall plateau in topological insulator nanowires
暴露在磁场中的干净拓扑绝缘体会产生朗道能级，并伴随着无限平板几何形状的非零霍尔电导率。在这项工作中，我们考虑的情况下，无序的拓扑绝缘体纳米线和发现，相比之下，零霍尔高原出现在一个广泛的能量窗口接近狄拉克点。我们数值计算了无序纳米线统计系综的电导及其分布，并利用电导涨落研究了绝缘相对纳米线长度、无序强度和磁场等系统参数的依赖关系。
2017-01-09 cond-mat.mes-hall
Local photocurrent generation in thin films of the topological insulator Bi2Se3
本文报道了用分子束外延技术生长的Bi_2Se_3薄膜的光电特性。这些薄膜被图案化成电路，典型的延伸范围为数十微米。在空间分辨实验中，我们观察到亚微米光电流模式与积极和消极的幅度。图案与所施加的偏置电压无关，但它们取决于电路的宽度。我们解释的图案起源于当地的光电流产生由于潜在的波动。
2012-10-17 cond-mat.mes-hall
Plasmon-enhanced electron-phonon coupling in Dirac surface states of the thin-film topological insulator Bi2Se3
拉曼光谱测量了Bi_2Se_3拓扑绝缘体薄膜中与狄拉克表面态（SS）相关的Fano型表面声子模，确定了狄拉克SS中电子-声子耦合强度随薄膜厚度的变化范围为2 ~ 40 nm。在8 - 10 nm厚的薄膜中，电子-声子耦合强度呈现出非单调的增强现象，最大值出现在薄膜中。的非单调性建议起源于等离子体-声子耦合，增强电子-声子耦合时，在狄拉克SS中的自由载流子密度随膜厚度的减小而增加，并成为抑制最薄的膜时，在平面和平面外的声子模式之间的非谐耦合发生。8 - 10 nm厚的Bi_2Se_3薄膜的Dirac SS中的电子-声子耦合增强了约4倍，这可能为这类材料的超导起源及其应用提供新的见解。
2015-09-23 cond-mat.mes-hall
Electron-phonon scattering in topological insulator thin films
本文从理论上研究了强拓扑绝缘体薄膜中的电子-声子散射效应。声子模型由各向同性弹性连续介质理论与应力自由边界条件，和螺旋表面狄拉克费米子的相互作用是介导的变形势。我们确定了随温度变化的电阻率$ρ(T)$和准粒子衰减率$Γ(T)$可观察到的光电发射。这两个数量的低温和高温幂律得到解析。提供了Bi $_2$ Se $_3$的全部温度范围的详细估算值。
2011-11-17 cond-mat.mes-hall
Floquet engineering of magnetic topological insulator MnBi$_2$Te$_4$ films
Floquet工程是凝聚态物理电子态调控的重要途径。近年来，磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$及其族的发现为研究量子反常霍尔效应、轴子绝缘体态和拓扑磁电效应等磁性拓扑现象提供了一个有价值的平台。基于有效模型和第一性原理计算，结合Floquet理论，我们揭示了圆偏振光（CPL）诱导奇数七层（SL）MnBi $_2$ Te $_4$薄膜的Chern数的符号反转.相反，CPL驱动的轴子绝缘体状态的量子反常霍尔态在偶数SL MnBi $_2$ Te $_4$薄膜。更有趣的是，如果MnBi $_2$ Te $_4$薄膜中表层和下层之间的范德华能隙稍微扩大，则可以在CPL下实现高的陈数$|C|=2$。我们的工作表明，光可以在MnBi $_2$ Te $_4$薄膜中诱导出丰富的磁性拓扑相，这可能在光电子器件中具有潜在的应用。
2022-10-25 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced metal-insulator transitions in three-dimensional topological insulators and superconductors
我们讨论了三维空间中无序对时反不变拓扑绝缘体和超导体的影响。对于辛（AII）对称类的三维拓扑绝缘体，利用转移矩阵方法计算了在无序和质量项存在下的相图，该质量项驱动平凡相和拓扑绝缘体相之间的转变.数值是由场论分析补充（大-$N_f$展开，其中$N_f$是谷或狄拉克锥的数量），从中我们得到的相关长度指数，和几个异常尺寸在一个非平凡的临界点分离金属相和狄拉克半金属。一个类似的场论的方法是在对称类AIII，CI和DIII的无序驱动的转变。对于这三个对称类，拓扑超导体的特点是整数拓扑不变的，一个互补的描述给出的非线性西格玛模型补充的拓扑项，这是一个三维模拟的Pruisken项的整数量子霍尔效应。
2011-09-13 cond-mat.mes-hall
Thin topological insulator film in a perpendicular magnetic field
我们报道了一种在量子化垂直磁场中上下表面杂化的拓扑绝缘体薄膜的研究。我们计算了完整的朗道能级谱的薄膜作为一个功能的所施加的磁场和杂交矩阵元的大小，同时考虑到轨道和塞曼自旋分裂的影响的字段。对于一个未掺杂的薄膜，我们发现一个量子相变之间的状态与零霍尔电导率和一个状态的量子化霍尔电导率等于$e^2/h$，作为一个函数的大小施加的字段。该转变是由塞曼和杂化能量之间的竞争驱动的。
2011-05-10 cond-mat.mes-hall
Large Chern Number Quantum Anomalous Hall Effect In Thin-film Topological Crystalline Insulators
量子反常霍尔绝缘体是一种二维绝缘态，在没有外加磁场的情况下，表现出与量子霍尔态相似的性质。它们具有量子化的霍尔电导$σ^H=Ce^2/h$，其中整数$C$被称为陈数，并且表示无间隙边缘模式的数量。最近的实验表明，掺铬薄膜（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$是一种QAH绝缘体，具有陈数$C=\pm1$。在这里，我们从理论上预测，薄膜拓扑晶体绝缘体（TCI）可以托管各种QAH相，当掺杂铁磁有序掺杂剂。$\pm4$之间的任何陈氏数原则上可以作为（a）取决于磁掺杂浓度的感应塞曼场，（b）固有的或由压电材料通过邻近效应感应的结构变形，以及（c）薄膜的厚度之间的相互作用的结果而达到。在TCI中发现的可调陈氏数在超低功耗信息处理应用中具有重要的潜力。
2013-06-23 cond-mat.mes-hall
Anisotropic Metal-Insulator Transition in Epitaxial Thin Films
由简单的多价金属制成的量子阱代表了掺杂的2D Mott-Hubbard绝缘体的新家族。扫描隧道显微镜实验表明，这些系统表现出各向异性形式的金属-绝缘体转变。它们的基元激发沿法向轴具有相干的类波性质，在面内表现出非相干的行为。这种各向异性相干性的发展很可能与定域和离域薄膜电子态之间的库仑相互作用-二维近藤屏蔽有关。
2003-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological phases of topological insulator thin films
我们研究了一种拓扑绝缘体材料薄膜的性质。我们处理的螺旋状态之间的耦合在相对的表面的膜在适当的适应隧道近似，并表明隧道矩阵元振荡作为函数的膜厚度和动量在平面的膜Bi $_2$ Se $_3$和Bi $_2$ Te $_3$。因此，虽然表面布里渊区中心的矩阵元的大小给出了能谱中的间隙，但矩阵元的符号唯一地确定了膜的拓扑性质，如通过明确计算赝自旋纹理和陈数所证明的。我们发现一个序列的拓扑和非拓扑阶段之间的过渡，分离的半金属状态，作为薄膜厚度的变化。在拓扑相，薄膜的边缘态总是存在的，但只有在边缘势打破粒子-空穴对称性时才携带自旋流。边缘状态从Bi $_2$ Se $_3$中的边界衰减非常缓慢，使得Bi $_{2}$ Te $_{3}$，其中该尺度较短，是观察这些状态的更有希望的候选者。我们的研究结果适用于独立的薄膜以及具有大间隙绝缘体的异质结构。
2018-01-06 cond-mat.mes-hall
Dynamical density response and collective modes of topological insulator ultra-thin films
我们解析计算了超薄拓扑绝缘体薄膜在金属和绝缘状态下上下表面之间具有有限隧穿的表面内和表面间动态密度-密度线性响应。采用无规相近似，我们研究了该系统在金属区的同相和异相集体密度模的色散。我们发现，在对比传统的二维电子气的双层，其中有限的隧道间隙出的相位模式，在拓扑绝缘体薄膜，这种模式在长波长保持线性。根据不同的系统参数，异相模式的速度可以被调谐为大于或基本上小于拓扑绝缘体的隔离表面上的电子的费米速度。有限隧穿通常会降低集体模式的能量，使它们在空间中更加受限。
2020-03-09 cond-mat.mes-hall
Effect of carrier recombination on ultrafast carrier dynamics in thin films of the topological insulator Bi2Se3
拓扑绝缘体Bi 2 Se 3薄膜（6 - 40 nm厚）的瞬态反射率（TR）揭示了超快载流子动力学，这表明在初始未被占据的高能量狄拉克表面态（SS）的上锥中驻留的电子和在被占据的低能量狄拉克表面态（SS）的下锥中驻留的空穴之间存在辐射和非辐射复合。测量的TR迹线的建模使我们能够得出结论，复合是由于表面缺陷上捕获的电荷引起的在低于~20 nm厚的膜中的体电子的耗尽而引起的。我们预测，这种复合过程可以观察到使用时间分辨的光致发光技术。
2014-10-23 cond-mat.mes-hall
Surface-to-bulk scattering in topological insulator films
提出了拓扑绝缘体（TI）薄膜中表面态和体态之间无序和声子诱导耦合的定量微观理论。我们发现一个简单的结构的表面到体散射矩阵元素，并确认体表面耦合在运输和光电发射实验的重要性，评估其依赖于温度，载流子密度，薄膜厚度和粒子-空穴不对称性。
2014-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Memory effect in the charge transport in strongly disordered antimony films
研究了强无序非晶锑薄膜在高偏压下的导电性。我们观察到非线性的电流-电压特性，其中在零偏压下的电导率值是由先前施加的电压的符号确定的两个不同的值之一。弛豫曲线表明，这些电导率值在一个大的时间尺度上的高稳定性。锑膜结构的调查，可以确定的电子输运在强无序膜的逾渗字符。我们连接的记忆效应的导电性与修改的渗透图案由于在高偏置电压的一些膜区域的充电。
2020-05-08 cond-mat.mes-hall
Electron-hole pairing in topological insulator thin film
我们考虑了无质量的狄拉克电子和空穴在三维“强”拓扑绝缘体薄膜的相对表面上的配对。这种配对被预测会产生具有不寻常性质的拓扑激子凝聚体。我们定量估计可实现的临界温度的配对，考虑到自洽屏蔽的库仑相互作用，无序和杂化的电子和空穴状态所造成的隧道通过薄膜。当温度降低时，高于杂交值的间隙的增加可以是配对的可观察特征。讨论了观察电子-空穴配对所需的系统参数。
2012-09-01 cond-mat.mes-hall
