Structural and electronic properties of highly doped topological insulator Bi2Se3 crystals
采用Bridgman法合成了高掺杂拓扑绝缘体Bi2Se3单晶，并对其结构和电子性质进行了研究.通过X射线衍射，扫描隧道显微镜和拉曼光谱的晶格结构表征证实了高品质的生长单晶。角分辨光电子能谱直接揭示了电子能带结构中的拓扑表面态。输运测量表明，导电占主导地位的散装载流子，并证实了先前观察到的散装量子霍尔效应在这样的高掺杂的Bi2Se3样品。我们简要地讨论了几种可能的策略，降低体电导。
2012-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Origins of electronic bands in antiferromagnetic topological insulator MnBi$_2$Te$_4$
尽管在理解第一个内禀磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$方面取得了快速进展，但其电子结构仍然是一个有争议的话题。在这里，我们进行了彻底的光谱研究MnBi $_2$ Te $_4$的电子结构，通过基于激光的角分辨光电子能谱。通过定量分析，我们估计的上限为3毫电子伏的拓扑表面态的间隙大小。此外，我们的圆二色性测量揭示了带手性的拓扑表面状态和准二维带，这可以很好地再现在一个带杂交模型。一个基于四带模型的能量动量色散的数值模拟与一个额外的台阶附近的表面提供了一个有希望的解释准二维带的起源。我们的研究代表了一个坚实的一步，在调和现有的争议在电子结构的MnBi $_2$ Te $_4$，并提供了一个重要的框架，以了解其他相关的拓扑材料MnBi $_{2n}$ Te $_{3n+1}$的电子结构。
2021-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological Electronic Structure and Its Temperature Evolution in Antiferromagnetic Topological Insulator MnBi2Te4
与磁性耦合的拓扑量子材料可以为实现丰富的奇异物理现象提供平台，包括量子反常霍尔效应、轴子电动力学和马约拉纳费米子。然而，这些不寻常的效应通常需要极端的实验条件，如超低温或超低温材料生长和制造。近年来，在MnBi2Te4族化合物中提出了新的内禀磁性拓扑绝缘体，在宽松的实验条件下，可以实现丰富的拓扑效应。然而，尽管取得了令人兴奋的进展，在这类化合物中观察到的详细电子结构至今仍存在争议。本文结合同步辐射光源和激光光源，对MnBi2Te4进行了全面的高分辨角分辨光电子能谱研究，明确了其拓扑电子结构，包括特征的无带隙拓扑表面态。此外，能带的温度演化清楚地揭示了它们与磁相变的相互作用，分别显示出有趣的差异，为体和表面状态。对MnBi2Te4的详细电子结构的识别不仅有助于理解其奇异性质，而且为新现象和应用的设计和实现铺平了道路。
2019-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Electronic topological transitions in Cd at high pressures
用高精度的密度泛函理论计算研究了压力在40 GPa下Cd费米面的变化。费米面的拓扑结构在2、8、12、18和28 GPa的压力下发生变化，表明电子拓扑转变（ETTs）。结构参数，压缩性数据和弹性常数揭示了这些ETT的异常。在300 K下计算的状态方程与实验数据吻合得很好。鉴于这些ETT的高度争议性，目前的研究旨在激励实验人员在高压下直接检测。
2015-11-06 cond-mat.mtrl-sci
Nuclear magnetic resonance at up to 10.1 Giga-Pascal pressure detects an electronic topological transition in aluminum metal
高灵敏度$^{27}$铝核磁共振（NMR）测量的铝金属的静水压力下高达10.1 GPa揭示了一个意想不到的负曲率的电子态密度的压力依赖性测量通过移位和弛豫，这违反了自由电子的行为。对铝的费米学的仔细分析表明，压力引起了电子拓扑跃迁（Lifshitz跃迁），这是测量到的态密度变化的原因。实验还揭示了四极相互作用导致的4.2GPa以上的NMR线宽的突然增加，这与金属的立方对称性不一致。
2012-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Topological surface electronic states in candidate nodal-line semimetal CaAgAs
我们采用角分辨光电子能谱和密度泛函计算方法系统地研究了半金属CaAgAs的体电子结构和表面电子结构。我们观察到一个金属的，线性的，非$k_z$色散的表面带，与理论拓扑表面状态的高结合能部分相吻合，证明了系统的拓扑非平凡性。实验费米能级的整体下移指向一个刚性带样的$p$掺杂的样品，可能是由于在生长的晶体中的Ag空位。
2017-08-22 cond-mat.mtrl-sci
Topological Bonding and Electronic properties of Cd$_{43}$Te$_{28}$ semiconductor material with microporous structure
基于密度泛函理论，本文利用结合能与键电荷模型研究Cd43Te28微孔半导体的电子性质，提出通过原子坐标与波相位描述拓扑化学键的方法，为精确分析微孔半导体材料性质提供创新技术。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional MX family of Dirac materials with tunable electronic and topological properties
提出了一种新的MX族二维Dirac材料（M=Be，Mg，Zn，Cd，X = Cl，Br，I），该材料具有类石墨烯的能带结构，线性色散的Dirac锥态，能量范围为0.8~1.8 eV，具有与石墨烯相当的超高费米速度.电子和拓扑性质被发现是高度可调的，并服从有效的调制通过阴离子层取代和垂直电场。该家族的几个成员的电子结构显示主机的范霍夫奇点（VHS）接近狄拉克节点的能量。与这些VHS相关的增强的态密度可以提供诱导拓扑超导性的机制。相当大的带隙，超高的载流子迁移率和小的有效质量的存在使得MX家族在电子学和自旋电子学应用中很有前途。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Amorphous Bi$_2$Se$_3$ structural, electronic, and topological nature by first-principles
晶体$\rm Bi_2Se_3$是最受关注的三维拓扑绝缘体之一，其$0.3\;\rm eV$能隙使其具有应用前景。它的无定形对应物可以为大规模合成和应用带来新的可能性。使用从头算分子动力学模拟，我们已经研究了现实的非晶$\rm Bi_2Se_3$相产生的不同过程的熔化，淬火，退火。广泛的结构和电子表征表明，熔化过程中引起的能隙减少的缺陷局部环境的增长统治。这种行为决定了一个弱的稳定性的拓扑相无序，其特征在于自旋博特指数。有趣的是，我们确定发生的拓扑平凡的表面状态在非晶$\rm Bi_2Se_3$，显示出强烈的相似性与标准的螺旋拓扑状态。我们的结果和方法推进了三维非晶态固体中拓扑相的研究。
2021-12-13 cond-mat.mtrl-sci
A DFT based first-principles investigation of the physical properties of Bi2Te2Se topological insulator
拓扑绝缘体具有体能隙，其将最低空带与最高占据电子带分开。另一方面，拓扑绝缘体表面（或二维边缘）的电子态是无隙的，并受到时间反演对称性的保护。这样的系统是有前途的各种光电，超导，热电和量子计算相关的应用。研究了三元Bi_2Te_2Se拓扑绝缘体的弹性、力学、电学、光学性质、成键特性和电荷密度分布。所研究的化合物是机械稳定和弹性各向异性。电子能带结构计算揭示了能量色散的高度各向异性。电子有效质量在c方向上比在ab平面上高。光学常数显示出相对于入射辐射的电场的偏振的中等水平的变化。光谱与电子能带结构和电子态密度特征一致。电子能带结构和光学常数都清楚地表明了Bi2Te2Se的直接带隙为0.610 eV。研究还发现，Bi_2Te_2Se在红外和可见光区具有高的折射率和低的光子能量。它在紫外线区域具有低反射率。Bi_2Te_2Se在紫外线能量中强烈吸收光子。所有这些特性使得Bi2Te2Se适合于各种类型的光电子器件应用。
2020-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Sharp Raman Anomalies and Broken Adiabaticity at a Pressure Induced Transition from Band to Topological Insulator in Sb2Se3
因此，迄今已知拓扑绝缘体的非平凡电子拓扑在表面处显示稳健金属态的特征。在这里，我们建立了振动异常的拉曼光谱的大部分，这意味着电子拓扑结构的变化：E2 g声子软化异常，其线宽表现出不对称的峰值在Sb2Se3晶体中的压力诱导的电子拓扑转变（ETT）。我们的第一性原理计算证实了电子从能带到拓扑绝缘态的跃迁，电子带通过金属态的宇称反转，但没有捕获声子异常，这涉及由于声子和电子的强耦合动力学的绝热近似的击穿。在四带模型的拓扑绝缘体处理这一点，我们阐明如何非绝热重整化的声子构成容易测量的大量签名的ETT，这将有助于努力开发拓扑绝缘体通过修改带绝缘体。
2013-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Importance of correlation effects in hcp iron revealed by a pressure-induced electronic topological transition
我们发现Fe和Fe_（0.9）Ni_（0.1）的hcp相在约40 GPa的压力下发生了电子拓扑转变。费米面的这种拓扑变化通过实验中观察到的德拜声速、c/a晶格参数比和穆斯堡尔中心位移的反常行为表现出来。动态平均场方法的第一性原理模拟表明，过渡是由多电子效应。它是不存在的单电子计算，并代表了一个明确的签名的相关效应hcp铁。
2012-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced phase transition in Bi$_2$Se$_3$ at 3 GPa: electronic topological transition or not?
近年来，A $_2$ B $_3$型三维拓扑绝缘体在P $\sim$ 3 GPa附近出现的低压转变被认为是电子拓扑转变（ETT），但理论和实验上都没有直接的证据。我们解决这个相变和其他过渡在更高的压力在硒化铋（Bi $_2$ Se $_3$）使用拉曼光谱在压力高达26.2 GPa。我们看到了清晰的拉曼特征的同构相变在P $\sim$ 2.4 GPa，然后在$\sim$ 10 GPa和16 GPa的结构转变。第一性原理计算揭示了结构参数的急剧变化，如菱形晶胞的内角，在P $\sim$ 3 GPa附近的c/a比中具有最小值。虽然我们的计算揭示了振动频率和电子带隙的相关异常，计算的$\mathbb{Z}_2$不变和狄拉克圆锥表面的电子结构保持不变，表明在最低压力过渡的电子拓扑结构没有变化。
2016-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Electronic properties of topological insulator candidate CaAgAs
物质的拓扑相提供了观察许多奇异性质的机会，例如拓扑绝缘体中Dirac锥形式的二维拓扑表面态的存在，Weyl半金属中通过开放费米弧的手征输运等。然而，这些性质只能影响输运特性，因此只有当拓扑现象发生在费米能级附近时才有应用价值。CaAgAs是一个很有前途的候选物，其中从头计算预测在费米能级的线节点，包括自旋轨道耦合转化为拓扑绝缘体。本文采用角分辨光电子能谱（ARPES）、从头算和输运测量研究了CaAgAs的电子结构。ARPES结果表明，体价带在γ点处与费米能级相交，能带色散与从头算结果接近，费米能级移动了-0.5 eV。ARPES结果与我们的传输测量结果吻合得很好，显示出丰富的p型载流子。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of crystal and electronic structures in topological insulators by rare-earth doping
研究了稀土掺杂拓扑绝缘体Sm 0.1Sb 1.9Te 3单晶在高达14 T的磁场下的磁输运特性。研究发现，在低温和高磁场下，晶体的磁输运行为表现出Shubnikov de Haas振荡。SdH振荡的结果从体和表面状态的混合贡献。我们还研究了不同磁场方向上的SdH振荡，揭示了三维费米面拓扑结构。通过拟合的振荡电阻与Lifshitz Kosevich理论，我们绘制了一个朗道级风扇图，显示预期的非平凡的阶段。另外，密度泛函理论计算表明，Sm掺杂改变了Sb2Te3的晶体结构和电子结构。本工作表明，稀土掺杂是一种有效的方法来操纵的拓扑绝缘体的费米面。我们的结果为实现磁性拓扑绝缘体中的奇异拓扑效应提供了可能。
2019-07-10 cond-mat.mtrl-sci
TopoTB: A software package for calculating the electronic structure and topological properties of the tight-binding model
TopoTB是一个基于Mathematica的软件包，用于计算紧束缚模型的电子结构与拓扑性质，具有交互界面和DFT结果处理功能，是材料理论研究的实用工具。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci
Giant and Reversible Electronic Structure Evolution in a Magnetic Topological Material EuCd2As2
载流子掺杂和磁态转变可以显著改变量子材料的电子结构和物理性质。在这里，我们报告了一个巨大的发现和可逆的电子结构的演变与掺杂的磁性拓扑材料。通过对EuCd_2As_2进行高分辨率角分辨光电子能谱测量，我们发现由于表面吸收，大量的空穴掺杂可以引入到样品表面。电子结构随着空穴掺杂的变化而发生剧烈的变化，这种变化不能用严格的能带位移来描述。在高掺杂下观察到显著的能带分裂，这对应于在低温（低于-15 K）下从反铁磁态到铁磁态的掺杂诱导的磁性转变。这些结果建立了详细的电子相图EuCd_2As_2的电子结构和磁结构的变化系统和显着的掺杂水平。他们进一步表明，EuCd 2As 2的传输，磁性和拓扑性质可以通过掺杂大大修改。这些工作将激发进一步的研究，探索新的现象和性质掺杂这种磁性拓扑材料。
2022-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Stacking-dependent Electronic and Topological Properties in van der Waals Antiferromagnet MnBi$_2$Te$_4$ Films
结合第一性原理与紧束缚模型，研究了MnBi$_2$Te$_4$中堆叠方式对电子与拓扑性质的影响，发现层间滑动可诱导QAH绝缘体与平庸绝缘体间的拓扑相变，并提出了区分堆叠构型的光学方案。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci
Topological transport in Dirac electronic systems: A concise review
狄拉克电子系统中出现了许多新的物理性质，特别是对称性所保护的拓扑性质。Berry相和Berry曲率概念的提出，为系统的拓扑序提供了精确的定义，极大地推动了当前对这类系统的研究。本文介绍了拓扑绝缘体（Bi_2Se_3）、拓扑狄拉克半金属（Cd_3As_2）和拓扑绝缘体-石墨烯异质结的输运性质。对二维拓扑非平凡系统的输运性质，包括拓扑边输运、拓扑谷输运和拓扑Weyl半金属进行了展望。
2017-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of realistic two-dimensional amorphous topological insulators
我们研究了二维非晶铋烯结构的结构和电子光谱性质，表明这些系统是拓扑绝缘体。我们采用现实的非晶几何形状的建模与密度泛函理论的电子结构计算。我们研究了整个非晶化过程中系统的拓扑性质，发现拓扑相的鲁棒性与自旋轨道耦合强度和原始拓扑能隙的大小有关。使用递归非平衡格林函数，我们研究了纳米带器件的电子输运性质的长度与实验合成的材料。我们发现一个$2e^2/h$电导高原内的拓扑间隙和发病的安德森局域化在平凡的绝缘体相。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological and topological-electronic correlations in amorphous silicon
本文研究了非晶硅的几种结构模型，并讨论了它们共同的结构和电子特性。我们注意到短期债券之间的空间相关性，以及长期债券之间的类似相关性。这种效应在系统的第一原理松弛和有限温度下持续存在。接下来，我们探讨了带尾态的性质，发现这些态具有有序结构。我们详细的本地几何形状和带尾之间的相关性。
2007-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Atoms to topological electronic materials: A bedtime story for beginners
本文综述了凝聚态物质中不同拓扑电子态的理论基础和实验发现。首先，我们简要回顾了在固体能带理论中已经实现的传统电子态。其次，介绍了凝聚态电子系统中最简单的非平凡绝缘相（量子霍尔态）和拓扑序的概念。在接下来的章节中，我们讨论了二维量子自旋霍尔（QSH）态，并回顾了从二维QSH态到三维拓扑绝缘体（TI）的理论和实验进展。随后，我们简要介绍了最近发现的拓扑Dirac半金属，Weyl半金属，三重，六重和八重简并半金属和节线半金属的理论和实验理解。然后介绍了拓扑晶体绝缘体，它不能被认为是量子自旋霍尔或量子自旋霍尔绝缘体的后代。最后讨论了磁性在某些拓扑材料中的存在及其对电子能带结构的影响。
2019-05-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological classification and diagnosis in magnetically ordered electronic materials
我们发现，组合物的时间反演和空间对称性，也被称为磁空间群对称性，保护拓扑不变量以及表面状态，是不同于所有先前的拓扑状态。我们得到，通过明确和详尽的建设，拓扑分类的电子带绝缘体，磁有序的1421个磁空间群在三维空间中的每一个。我们还计算了每个非平凡类的基于对称性的指标，并通过这样做，建立了从对称表示到拓扑不变量的完整映射。
2021-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Approaching a Minimal Topological Electronic Structure in Antiferromagnetic Topological Insulator MnBi2Te4 via Surface Modification
拓扑电子结构在拓扑量子材料的非平凡物理性质中起着核心作用。一个最小的，类似氢原子的拓扑电子结构是研究所需要的。在这项工作中，我们展示了努力实现这样一个系统中的内禀磁性拓扑绝缘体MnBi2Te 4，通过操纵的拓扑表面状态（TSS）通过表面改性。利用高分辨率激光和同步辐射角分辨光电子能谱（ARPES），我们发现MnBi2Te4中的TSS与一个简单的Rashba型表面态（RSS）严重杂化，这可以通过原位表面钾（K）掺杂有效地去除。通过采用多种实验方法来表征K掺杂表面，我们将这种修饰归因于表面上K团簇的电化学反应。我们的工作不仅给出了MnBi_2Te_4的能带归属，而且为突出磁性拓扑量子材料的拓扑行为提供了可能的新途径。
2022-05-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of non-trivial topological electronic structure of orthorhombic SnSe
拓扑电子结构是量子材料拓扑分类的关键，对量子材料的物理性质和应用起着重要的作用。近年来，硒化锡因其优异的热电性能引起了人们的极大兴趣。然而，它的拓扑性质却长期被忽视。本论文采用同步辐射角分辨光电子能谱和从头算相结合的方法，系统地研究了正交晶系SnSe的拓扑电子结构。通过确定由于能带反转引起的价带中的连续能隙和其（001）表面的拓扑表面态，我们确定SnSe是强拓扑绝缘体。进一步研究了SnSe_（1-x）Tex的拓扑电子结构的演化规律，提出了SnSe_（1-x）Tex的拓扑相图。我们的工作揭示了SnSe的拓扑非平凡性质，并对其有趣的输运性质提供了新的理解。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Controlling and distinguishing electronic transport of topological and trivial surface states in a topological insulator
拓扑绝缘体（TI）是一类具有狄拉克-费米子拓扑表面态（TSS）特征的新型电子材料，在新物理和器件应用方面具有广阔的应用前景。然而，现实的TI材料的主要挑战是访问，区分和操纵TSS的电子输运经常被其他可能的平行传导通道所掩盖，所述其他可能的平行传导通道包括体以及由于体带的弯曲而在表面附近形成的二维电子气（2DEG）。这样的（薛定谔-费米子）2DEG代表拓扑平凡的表面状态，其共存的TSS已被揭示的角度分辨光电子能谱。在这里，我们表明，表面条件的简单操作可以用来访问和控制这两种类型的表面状态和它们的共存体绝缘Bi 2 Te 2Se，其表面导电突出表现在温度相关的电阻和非局部运输。平凡的二维电子气和TSS在磁电阻中都表现出明显的Shubnikov-de Haas振荡，不同的Berry相位~0和~pi区分了它们不同的拓扑特征。我们还报告了偏离典型的弱反定位行为，可能是由于高流动性TSS。我们的研究能够区分，控制和利用不同拓扑性质的TI表面载流子的电子输运。
2014-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Substrate Effect on Electronic Band Structure and Topological Property in Monolayer V2O3 Magnetic Topological Insulator
本文通过第一性原理计算研究单层 V2O3 的衬底效应，发现 h-BN 等非磁性范德华衬底可保持 C=1 的 QAH 相，而铁磁衬底会破坏拓扑序。
2025-05-30 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-4: Large spin dependent thermoelectric response and thermal spin transfer torque due to topological electronic magnetism of phonons
非均匀应变硅与金属双层结构中，弯电子掺杂与拓扑声子的叠加导致声子的拓扑电子磁性。在铁磁金属和Si双层结构的情况下，挠曲电子掺杂也将产生更大的自旋电流，这将导致由于声子的拓扑电子磁性而导致的大的自旋到电荷转换。通过在施加的应变梯度下向铁磁金属/Si双层结构施加温度差，可以产生大的热电响应。在这项实验研究中，我们报告了一个大的自旋相关的热电响应在Ni 80 Fe 20/Si双层结构。自旋相关的响应被发现是一个数量级大于Pt薄膜和类似的拓扑绝缘体表面状态，尽管可以忽略不计的内在自旋轨道耦合的Si。这种大的响应归因于声子的挠曲电子掺杂和拓扑电子磁性，这是使用拓扑能斯特效应测量发现的。这种使用非均匀应变工程来解决自旋电流密度和自旋到电荷转换的替代和新颖的方法可以为使用金属和掺杂半导体层状材料实现自旋电子学和自旋热电子学器件打开新的窗口。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall effect and related topological electronic states
经过长期的探索，在磁掺杂拓扑绝缘体薄膜中成功观测到量子化的反常霍尔效应（AHE），完成了量子霍尔三重奏--量子霍尔效应（QHE）、量子自旋霍尔效应（QSHE）和量子反常霍尔效应（QAHE）。在理论上，内禀AHE与动量空间中的Berry曲率和U（1）规范场有关。这种理解建立了QAHE和以陈数为特征的电子结构的拓扑性质之间的联系。由于磁化破坏了时间反转对称性，QAHE系统在边缘处携带无耗散电荷电流，类似于需要外部磁场的QHE。QAHE和相应的Chern绝缘体也与其他拓扑电子态密切相关，例如拓扑绝缘体和拓扑半金属，最近已被广泛研究，并已知存在于各种化合物中。第一性原理电子结构计算不仅对于理解该领域的基础物理，而且对于预测和实现现实化合物都具有重要作用。本文将以QAHE和Chern绝缘体为例，从拓扑不变量的角度对Berry相机制和相关的拓扑电子态进行理论综述。我们将介绍用于拓扑材料选择和设计的威尔逊圈方法和能带反转机制，并讨论第一性原理计算的预测能力。最后，将讨论剩余的问题、挑战和今后实地调查的可能应用。
2015-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon Magnetic Moment from Electronic Topological Magnetization
传统的手征声子的磁矩理论是基于玻恩有效电荷的圆周运动的图像，通常产生一个小的核磁子的分数值。本文研究了手征声子晶格振动引起的电子态的绝热演化，得到了拓扑第二陈式形式的电子轨道磁化强度。我们发现传统的理论需要通过引入$\bm{k}$分辨的玻恩有效电荷来改进，并确定了声子修正的电子能量和动量空间Berry曲率的另一个贡献.当在感兴趣的参数空间附近存在杨氏散射时，第二种陈式可以发散，如通过考虑在有间隙的石墨烯模型中的布里渊区拐角处的声子所示。我们还发现大的磁矩的光学声子在大块拓扑材料的非拓扑的贡献也很重要。带反转发生时，磁矩的符号发生变化。
2021-08-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Raman signatures of pressure induced electronic topological and structural transitions in Bi2Te3
我们报道了3.6GPa下电子拓扑跃迁（ETT）和~ 8 GPa下菱面体（α-Bi_2Te_3）到单斜（β-Bi_2Te_3）结构跃迁的拉曼特征。在ETT开始时，在107 cm-1附近出现了一个新的拉曼模式，该模式随压力而无色散。在~ 8 GPa的结构转变的标志是A1 g和Eg模式频率的压力导数的变化，以及由115 cm-1和135 cm-1附近的新模式的出现。在α相和β相都确定了模Grüneisen参数。
2011-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Imaging electronic states on topological semimetals using scanning tunneling microscopy
随着对拓扑绝缘体的深入研究，人们对无带隙拓扑系统的研究取得了很大进展。这些材料不仅拓宽了物质的拓扑分类，而且还提供了各种相对论粒子和现象的凝聚态实现，这些粒子和现象以前主要在高能物理中讨论过。外尔半金属在体电子能带结构中具有无质量的手征低能激发，而对称保护的外尔费米子对产生无质量的狄拉克费米子。我们采用扫描隧道显微镜/光谱，探索在拓扑半金属相的表面上和在本体上的电子态的行为。通过对狄拉克半金属Cd $_3$ As $_2$和Na $_3$ Bi中强磁场下的准粒子干涉和朗道能级的映射，观察到了扩展的类狄拉克体电子带.外尔半金属TaAs上的准粒子干涉成像表明，在表面投影外尔节点附近的费米弧表面态的预测动量依赖的离域。
2016-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Localization of electronic states resulting from electronic topological transitions in the Mo$_{1-x}$Re$_x$ alloys: A photoemission study
我们提出了共振光电子能谱实验的Mo $_{1-x}$ Re $_{x}$合金组合物跨越两个电子拓扑跃迁（ETT）的临界浓度$x_{C1}$ = 0.05和$x_{C2}$ = 0.11的结果。光电子在合金的恒定初态（CIS）光谱中显示出额外的共振（$R3$）以及两个共振（$R1$和$R2$），这与在钼中观察到的共振相似。所有的共振都表现出Fano型的线形。合金的共振态$R1$和$R3$的不对称参数$q$很大且为负值。我们的分析表明，大的负q值的起源与声子辅助带间散射之间的类钼态和窄带，由于ETT出现。
2020-05-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Robust surface electronic properties of topological insulators: Bi2Te3 films grown by molecular beam epitaxy
重要的拓扑绝缘体Bi 2 Te 3的表面电子性质被证明是强大的扩展的表面制备过程下，其中包括暴露在大气中，随后的清洁和再结晶的优化原位退火过程中超高真空条件下。清晰的Dirac-cone功能显示在高分辨率的角度分辨的光电子能谱从所得样品，表明显着的不敏感性的拓扑表面状态清洁引起的表面粗糙度。
2011-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Insulators from Electronic Superstructures
在考虑自旋轨道耦合和电子关联的最小双轨道模型下，研究了通过自发形成电子超结构实现拓扑绝缘体的可能性.使用平均场近似，我们表明，该模型表现出几种不同类型的电荷有序绝缘体，其中的电荷practionation形成蜂窝或kagome超结构。我们发现，在强自旋轨道耦合的存在下，电荷有序绝缘体可以是拓扑绝缘体，表现出量子化的自旋霍尔电导。它们的带隙依赖于电子相关性以及自旋轨道耦合，甚至在过渡到平凡电荷有序绝缘体时随着无质量狄拉克色散而消失。我们的结果为利用自旋轨道耦合和电子关联的相互作用实现和控制量子物质的拓扑态提供了一条新的途径。
2016-06-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Hunds rules and the electronic properties of a triple lateral quantum dot molecule
我们从理论和实验上分析了三个相互耦合的横向填充电子的量子点的电子结构和电荷图。使用哈伯德模型和实空间精确对角化技术，我们表明，这种人工分子的电子性质可以理解使用一组拓扑亨氏规则。这些规则将多电子能级与自旋和点间隧穿$t$联系起来，并控制充电能量。我们绘制出的充电图N=6电子和预测的自旋极化阶段的两个洞。将理论充电图与门控三点器件的实测充电图进行了比较。
2007-02-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electronic and topological characters of the ideal magnetic topological materials EuAuX with X = P, As, Sb, and Bi
本文通过第一性原理计算在EuTX家族中发现多种理想磁性拓扑材料，其中EuAuP为铁磁外尔半金属，EuAuX（X=As, Sb, Bi）在基态为反铁磁半金属，并可经磁矩调控演化为三重简并节点半金属，为调控磁性与拓扑量子态提供了新平台。
2023-12-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Evolution of Electronic and Magnetic Properties in Topological Semimetal SmSbxTe2-x
由于存在多种拓扑费米子，ZrSiS型材料引起了人们的广泛关注。磁性版本的ZrSiS型材料，LnSbTe（Ln =镧系元素），是一个理想的候选人，以探索新的奇异状态，由于磁性和拓扑结构之间的相互作用。在这项工作中，我们报告的结构，磁性，热力学和电子性质的SmSbxTe 2-x与不同的Sb含量的实验研究。这些性质随组成的变化规律将为基础拓扑物理和未来的应用提供有益的启示。
2022-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electronic and topological properties of the van der Waals layered superconductor PtTe
本文报道了超导范德瓦尔斯层状PtTe的晶体生长、结构和电子性质。从富含铂的助熔剂中生长出具有与层状结构一致的板状形态的容易分裂的晶体。一致的测定$T_c = 0.57$ K是由抗磁性的开始，电阻率的零，和热容量跳的中点。所观察到的行为是一致的II型超导性，在$T=0$的上临界场估计使用Werthamer-Helfand-Hohenberg理论为143和65 Oe的领域外，在平面内，分别。热容量的不连续性接近于弱耦合BCS值。电子结构的密度泛函理论计算和分析发现，PtTe是一种具有许多表面态的拓扑半金属，但表明超导态本身可能是拓扑平凡的。角分辨光电子能谱揭示了一个正常状态的费米表面在显着的协议与理论，并证实了整体的拓扑性质的材料的实验识别的表面带。总之，这些发现确定PtTe作为一个有趣的例子，可分裂，拓扑和超导材料。
2022-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiple Topological Electronic Phases in Superconductor MoC
寻找具有非s波配对的超导体不仅对于理解超导的非常规机制很重要，而且对于寻找新类型的准粒子如马约拉纳束缚态也很重要。由于$p+ip$超导态可以通过自旋极化的拓扑表面态的配对而产生，因此具有拓扑能带结构和超导性的材料是很有希望的候选材料。本文用第一性原理方法研究了超导体碳化钼（MoC）的电子和声子性质。计算结果表明，非平凡能带拓扑和超导电性同时存在于MoC的两种结构相中，即立方相$α$和六方相$γ$. $α$相是强拓扑绝缘体，而$γ$相是具有鼓面表面态的拓扑节线半金属。另外，空穴掺杂可以稳定$α$相的晶体结构并提高$γ$相中的转变温度。因此，不同结构形式的MoC可以成为研究拓扑超导性和难以捉摸的Majorana费米子的实用材料平台。
2017-09-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Chirality driven topological electronic structure of DNA-like materials
DNA和类似手性分子的几何拓扑方面已经受到了很多关注，而它们的电子结构的拓扑却很少被探索。先前的实验已经表明，DNA可以有效地过滤金属接触之间的自旋极化电子，这一过程称为手性诱导自旋选择性（CISS）。然而，手性结构和电子自旋之间的潜在相关性仍然难以捉摸。在这项工作中，我们揭示了一个轨道纹理的能带结构，一个拓扑特征诱导的手征。我们发现，这种轨道织构使手性分子能够取代量子轨道。这种轨道极化效应（OPE）在金属接触的自旋-轨道相互作用的辅助下诱导自旋极化，并导致磁阻和手性分离。光电子的轨道角动量在相关的光电发射实验中也起着重要的作用。除了CISS，我们预测OPE可以诱导自旋选择性现象，即使在非手性，但反转破坏材料。
2020-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological electronic states in holey graphyne
本文通过第一性原理计算与紧束缚建模，揭示多孔石墨炔中由C2对称性保护的高阶拓扑角态及能隙达0.52 eV的Z2拓扑螺旋边缘态，为实验观测和未来电子学应用奠定基础。
2023-10-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ripple modulated electronic structure of a 3D topological insulator
3D拓扑绝缘体与Dirac材料石墨烯类似，具有线性分散态，具有独特的性质和强大的应用潜力。在拓扑绝缘体中实现一些更奇特的状态的关键，缺少的元素是操纵局部电子特性的能力。与石墨烯的类比表明了一种可能的途径，即通过形成超晶格结构（如莫尔图案或波纹）来形成地形路线，这可以引起受控的电势变化。然而，虽然石墨烯中的电荷和晶格自由度紧密耦合，但物理屈曲或波纹如何影响拓扑绝缘体的电子结构目前尚不清楚。在这里，我们使用傅里叶变换扫描隧道光谱来确定一维周期性屈曲对Bi2Te3电子性质的影响。通过跟踪空间变化的散射矢量的干涉图案以及与体密度的状态相关的功能，我们表明，屈曲创建一个周期性的潜在调制，这反过来又调制的表面和体状态。地形波纹和电子结构之间的强相关性表明，虽然单独掺杂不足以创建预定的电势景观，但创建波纹提供了一条控制狄拉克电子在局部尺度上看到的电势的路径。这种波纹特征可以通过薄膜中的应变来设计，并且可以在拓扑绝缘体的未来应用中找到用途。
2012-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field control of topological electronic response near room temperature in correlated Kagome magnets
强关联可果美磁体由于固有狄拉克费米子和关联驱动磁性之间的丰富相互作用，是实现可控拓扑器件的有希望的候选者。在这里，我们报告可调的本地磁性和其有趣的控制拓扑电子响应在室温附近的可果美磁铁Fe3Sn2使用小角中子散射，μ子自旋旋转，和磁阻测量技术。小磁场可以有效地调节平均体自旋方向和磁畴织构。相应地，磁阻率表现出可测量的各向异性弱局域化行为，这允许直接控制具有强电子关联的狄拉克费米子。我们的工作指向一个新的平台，用于操纵与未来应用相关的强相关拓扑材料中的涌现现象。
2019-07-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Photon dressed electronic states in topological insulators: Tunneling and conductance
研究了在圆偏振光作用下三维拓扑绝缘体的表面束缚态和二维拓扑绝缘体的边缘态.发现电子和光子之间的强耦合引起能隙以及独特的能量色散的修饰态，不同于石墨烯和传统的二维电子气（2DEG）。通过数值计算，研究了电子-光子相互作用、势垒高度和势垒宽度对电子隧穿pn结和拓扑绝缘体弹道电导的影响。一个临界能量的入射电子隧道完美地通过一个障碍的预测，电子表现为无质量的狄拉克类或大规模的薛定谔类粒子高于或低于这个阈值。此外，这些效果进行了比较，在锯齿形石墨烯纳米带和2DEG。两者的相似之处和差异进行了论证和解释。
2012-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural, electronic and topological properties of 3D TmBi compound
利用密度泛函理论研究了面心立方晶体TmBi的结构、电子和拓扑性质。这种材料被发现是动态稳定的，并显示出非磁性半金属字符。通过调节自旋-轨道耦合，我们观察到能带结构的显著变化，以及沿$Γ-X$方向的能带反转的发生。时反不变动量点的宇称积和Wannier电荷中心计算提供了$k_{j}=0$平面上的拓扑指数$Z_{2}=1$（具有$j=1,2$和$3$），揭示了TmBi的非平凡拓扑特征。通过在$\bar{X}$点上对狄拉克锥的观测，证明了TmBi的拓扑保护表面态的存在.目前的工作可以激发平台，探索新的拓扑状态的家庭内的稀土单铋化物。
2022-11-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Towards complete characterization of topological insulators and superconductors: A systematic construction of topological invariants based on Atiyah-Hirzebruch spectral sequence
Institute for Solid State Physics, University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；RIKEN Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN（理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS)）；Center for Gravitational Physics and Quantum Information, Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理所引力物理与量子信息中心）
本文提出了一种系统性框架，用于构造大部分对称类的拓扑不变量，通过在动量空间中利用最近发展的Atiyah-Hirzebruch谱序列，展示了如何构建时间反演对称的自旋超导体的拓扑不变量，并验证了这些不变量在随机生成的对称哈密顿量中的有效性，从而完全表征了159个空间群的K群。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic properties of graphene with a topological defect
在基于Dirac-Weyl方程的长波长电子激发连续模型的框架下，考虑了石墨烯中各种类型的拓扑缺陷。电子波函数的条件是指定的，我们表明，拓扑缺陷可以作为一个赝磁涡旋顶点的石墨纳米锥，磁通量的漩涡有关的赤字角的圆锥。分析了所有可能的五边形缺陷类型以及几种七边形缺陷类型（七边形的数量最多为3和6）的情况。确定了态密度和基态电荷。
2007-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el hep-th
Electronic Structure of the Topological Insulator Bi2Se3 Using Angle-Resolved Photoemission Spectroscopy: Evidence for a Nearly Full Surface Spin Polarization
我们进行了高分辨率的自旋和角度分辨光电子能谱研究的电子结构和自旋织构的Bi $_2$ Se $_3$，一个模型拓扑绝缘体的表面。通过调节光子能量，我们发现在体布里渊区的$k_z=Z$平面附近，拓扑表面态与体态有很好的分离。该区域的自旋分辨测量表明表面态$\sim 0.75$的自旋极化程度非常高，远高于先前报道的。我们的研究结果表明，在Bi $_2$ Se $_3$上的拓扑表面态是高度自旋极化的，并且限制极化的主导因素主要是外在的。
2011-09-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Topological Phases in the Single-Layer FeSe
在单层FeSe中观察到一种独特的电子结构，其在65K以上显示出令人惊讶的高温超导性。在这里，我们表明，电子结构可以解释的应变效应，由于基板。更重要的是，我们发现，这种电子结构可以调整到强大的拓扑相从拓扑平凡的金属相的自旋轨道相互作用和耦合到基板。拓扑相位对保持时间反演对称性的任何扰动都是鲁棒的。我们的研究表明，拓扑相和拓扑相关的性质，如马约拉纳费米子可以实现在铁基高温$_{c}$超导体。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic Structure of a Two-Dimensional Graphene-Like Topological Insulator, Bi14Rh3I9
最近，合成了一种新的二维石墨烯类拓扑绝缘体Bi 14 Rh 3 I 9。具有强自旋-轨道相互作用的Bi-Rh片是具有由RhBi 8立方体组成的蜂窝网的石墨烯类似物。在这里，我们推导出的低能有效哈密顿量涉及自旋轨道耦合Bi 14 Rh 3 I9。在没有自旋-轨道耦合的情况下，Bi-Rh片在六角布里渊区的拐角处显示出两个不等价的狄拉克锥。自旋-轨道相互作用在狄拉克点处打开了2400 K的带隙，并在Bi-Rh片中建立了量子自旋霍尔效应。我们的研究结果表明，Bi 14 Rh 3 I 9可能结合了石墨烯和拓扑绝缘体的许多独特的电子性质，并且它应该具有量子谷和自旋霍尔效应的组合。
2013-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
