Quantum Anomalous Hall Effect through Canted Antiferromagnetism
大多数倾斜反铁磁体也是反常霍尔反铁磁体(AHE AFM),即它们具有反常霍尔响应和具有相同对称性要求的其他响应。我们认为,AHE原子力显微镜是有前途的材料作为主机的高温量子反常霍尔效应。通过考虑具有强自旋-轨道耦合的二维(001)钙钛矿层模型,该模型隔离了$t_{2g}$流形的有效总角动量$\tilde{j}= \frac{1}{2}$子空间,我们提出了一种设计量子反常霍尔反铁磁体的策略。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Canted Spin Texture and Quantum Spin Hall Effect in WTe2
我们报道了单层T $_\text{d}$ -WTe $_2$中的非常规量子自旋霍尔相,它在其他拓扑材料中表现出迄今未知的特征。结构的低对称性在$yz$平面上诱导了倾斜的自旋织构,这决定了拓扑保护边界态的自旋极化。此外,自旋霍尔电导率被量子化($2e^2/h$),其中自旋量子化轴平行于倾斜方向。这些研究结果是基于大规模的自旋霍尔电导率张量和非局部电阻的多探针几何形状,使用一个现实的紧束缚模型,从第一性原理方法阐述的量子模拟。这种倾斜的量子自旋霍尔效应的观察,与非平凡的自旋极化的拓扑边缘状态的形成有关,需要特定的实验设计,并提出了有趣的替代方案来操纵拓扑材料中的自旋信息。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall and Valley Quantum Anomalous Hall Effects in Two-Dimensional d0 Orbital XY Monolayers
我们提出了一个新的家庭的d 0轨道XY(X = K,Rb,Cs; Y = N,P,As,Sb,Bi)单分子膜具有丰富和新颖的拓扑结构和谷的性质。KN、RbN、RbP、RbAs、CsP、CsAs和CsSb单分子膜具有显著的量子反常霍尔效应(QAHE)。CsSb单层也表现出异常的谷QAHE与巨大的分裂。此外,由于px;y和pz轨道之间的应变诱导带反转,XY单层的拓扑性质可以通过面内应变有效地调节。我们的研究结果表明,d 0轨道XY单层膜可以是很好的候选人,有前途的应用在自旋电子学和多功能拓扑为基础的设备。
2022-04-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Linear magnetization dependence of the intrinsic anomalous Hall effect
从实验和理论上研究了Mn $_5$ Ge $_3$铁磁薄膜的反常霍尔效应。我们分离了对实验反常霍尔效应的本征和非本征贡献,并利用第一性原理方法从布洛赫态的Berry曲率计算了本征反常霍尔电导率.本征反常霍尔电导率线性依赖于磁化强度,这可以从有限温度下自旋取向的长波长波动来理解。理论和实验之间的定量一致性非常好,不仅在0 K附近,而且在有限温度下,高达约240 K(0.8 T $_C$ })
2006-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The chiral Hall effect in canted ferromagnets and antiferromagnets
反常霍尔效应在我们理解许多磁现象中是不可缺少的。这涉及铁磁材料以及不同类别的反铁磁体,其中除了反常和晶体霍尔效应之外,非共面反铁磁体中的拓扑霍尔效应在过去几十年中一直是深入研究的主题。在这里,我们发现了一种新的风格的反常霍尔效应在倾斜自旋系统。利用先进的理论工具,我们证明了倾斜时,反常的霍尔效应获得的贡献是敏感的自旋之间的印记矢量手性的意义。我们探讨了相应的手征霍尔效应的起源和基本性质,并将其与系统的对称性紧密联系起来。我们的研究结果表明,手征霍尔效应和相应的手征磁光效应出现作为新的通用工具,在表征复杂的磁体的结构和手性的相互作用,以及在跟踪其手征动力学和波动。
2021-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Ambi-chiral anomalous Hall effect in magnetically doped topological insulators
磁掺杂拓扑绝缘体中与时间反转对称性破缺相关的手征性对量子输运现象具有重要意义。本文报道了Mn和Cr掺杂的$_2$拓扑绝缘体在不同厚度和掺杂量下的反常霍尔效应研究。通过对霍尔环的手征性进行追踪,发现Mn型顺时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强,而Cr型逆时针手征性反常霍尔效应随薄膜厚度的减小而增强。我们提供了一个唯象模型来解释磁掺杂拓扑绝缘体中磁有序和反常霍尔效应手征的演化。
2021-12-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
First Principles Calculation of Anomalous Hall Conductivity in Ferromagnetic bcc Fe
本文对铁磁体心立方铁中的反常霍尔效应进行了第一性原理计算。我们的理论确定了一个内在的贡献异常霍尔电导率,并将其与k-空间的Berry相占据布洛赫态。该理论是能够占直流和磁光霍尔电导率没有可调参数。
2003-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Anomalous Hall Effect in Magnetically Doped InAs/GaSb Quantum Wells
在低温($\sim$ 30 mK)下,在Cr掺杂的(Bi,Sb)$_2$ Te $_3$薄膜中观察到了量子反常霍尔效应.在这项工作中,我们提出在更传统的具有掺杂InAs/GaSb II型量子阱的稀磁半导体中实现量子反常霍尔效应。基于四带模型,我们发现在InAs/GaSb量子阱的反相区中,由于带边奇异性,铁磁性的居里温度有所提高。在居里温度以下,通过霍尔电导的直接计算,证实了量子反常霍尔效应的存在。基于八带Kane模型确定了量子反常霍尔相位的参数区域。高的样品质量和强的交换耦合使磁掺杂InAs/GaSb量子阱成为实现高温量子反常霍尔绝缘体的良好候选者。
2013-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interlayer sliding direction as a symmetry selector in altermagnetic bilayer Fe2WS4: Switchable anomalous Hall and anomalous valley Hall effects
Jishou University(吉首大学)
研究交替磁双层Fe2WS4,通过第一性原理计算表明层间滑动方向是对称性选择控制参数。对角滑动可实现铁电可切换的反常霍尔效应,轴向滑动能导致可切换的反常谷霍尔效应,确立其为控制多种特性的非易失性对称性选择器。
2026-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport induced by anomalous Hall effect
在磁性金属中,霍尔电阻通常被认为是普通霍尔电阻和异常霍尔电阻之和。本文指出,当正常霍尔角或反常霍尔角不小时,这种经验关系不再成立。利用适当的电导率关系,我们揭示了一个意想不到的磁电阻(MR)引起的异常霍尔效应(AHE)。出现$B$线性MR,斜率的符号取决于异常霍尔角的符号,从而产生特征性的蝴蝶结形状。单频带系统中的霍尔电阻可以表现出非线性,这通常被认为是双频带系统的特征。霍尔中出现一个$B$对称组件。这些效应反映了普通霍尔效应和AHE之间的根本区别。此外,我们实验重现不寻常的MR和霍尔之前报道的Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$,并表明这些观察可以很好地解释所提出的机制。在量子反常霍尔绝缘体中经常观察到的MR进一步证实了这一观点。这种效应也可以解释在非磁性三维拓扑狄拉克半金属中观察到的大MR。
2023-02-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon-Driven Anomalous Hall Effect in Altermagnets
University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
研究提出铁磁子驱动的异常霍尔效应,通过铁磁子与电子运动的耦合产生,揭示其由Néel序预旋的手性决定,与平衡Néel序不同,且在对称性禁止后者时仍可存在。
2026-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Progress and prospects in the quantum anomalous Hall effect
量子反常霍尔效应是指在没有外加磁场的情况下,霍尔效应的量子化。量子反常霍尔效应具有拓扑性质,非常适合于利用无耗散手性边缘输运的无场电阻计量和低功率信息处理。在这个角度来看,我们提供了一个概述的最新成就,以及材料的挑战和机遇,有关工程固有/界面磁耦合,预计将推动该领域的未来发展。
2022-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in the noncollinear antiferromagnet Mn5Si3
磁矩非共线取向的金属反铁磁体为通过分析反常霍尔效应研究自旋相关输运性质提供了一个平台。金属间化合物Mn5Si3是一种具有共线和非共线磁结构的反铁磁体,其磁结构是由Mn原子在两个不等价的晶格位置上形成的。在这里,多晶薄膜和单晶的磁输运测量报告。在所有样品中,观察到归因于磁矩的非共线分布的异常霍尔效应的额外贡献。此外,一个额外的磁相位之间的非共线和共线制度以上的变磁转变是解决在单晶中的异常霍尔效应。
2016-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect in YIG$|$Pt bilayers
通过磁化方向相关的磁电阻实验测量了钇铁石榴石$|$铂(YIG $|$ Pt)双层膜中的寻常和反常霍尔效应。我们的数据表明,亚铁磁绝缘体YIG的存在下,导致一个异常的霍尔像签名的Pt,敏感的Pt厚度和温度。解释的自旋霍尔反常霍尔效应的实验结果表明,自旋混合界面电导的虚部$G_{\mathrm{i}}$起着至关重要的作用,在YIG $|$ Pt双层膜。特别是,我们的数据表明$10\,\mathrm{K}$和$300\,\mathrm{K}$之间$G_{\mathrm{i}}$的符号变化。此外,我们报告了一个更高阶的霍尔效应,这出现在YIG上的Pt薄膜在低温下。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photo-induced anomalous Hall effect in the type-II Weyl-semimetal WTe2 at room-temperature
利用霍尔光电压测量,我们证明了在圆偏振光照射下,可以在几层WTe 2中诱导出反常的霍尔电压。通过沿不同晶轴施加偏压,我们发现光致反常霍尔电导与特定晶轴重合。我们的结果是一致的基本贝里曲率表现出偶极分布,由于破坏晶体反转对称性。使用时间分辨光电自相关光谱,我们发现异常霍尔电压的衰减时间超过电子-声子散射时间几个数量级,但与动量间接电子和空穴中载流子相对较长的自旋寿命一致。在WTe 2中的口袋。我们的观察表明,螺旋调制的其他各向同性的自旋电流是异常的霍尔效应的基本机制。
2018-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified First-Principles Study of the Anomalous Hall Effect Based on Exact Muffin-Tin Orbitals
基于精确松饼-锡轨道(EMTO),发展了计算电流算符的第一性原理方法,并以体心立方铁中的反常霍尔效应为例,通过引入稀疏杂质,拟合标度律,成功地将斜散射贡献与侧跳和本征贡献分离.通过研究体铁中反常霍尔效应的温度依赖性,我们预测了当仅考虑声子时作为温度的函数的波动的反常霍尔角,这在将来可以通过抑制磁振子激发在实验中测量,例如,通过施加高的外部磁场。
2021-01-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Comment on "Weyl fermions and the anomalous Hall effect in metallic ferromagnets"
我们指出,与Chen,Bergman和Burkov [Phys. Rev. B 88,125110(2013)]的断言相反,即使在能带结构中存在外尔点,本征反常霍尔电导率的非量子化部分也确实可以表示为费米面性质。
2013-12-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Tunable Anomalous Hall Effect in a Non-Ferromagnetic System
我们测量了磁掺杂二维电子气的低场霍尔电阻率随温度和电子门控载流子密度的变化。将这些结果与从Shubnikov-de Haas振荡中提取的载流子密度进行比较,揭示了随温度降低而增加的过量霍尔电阻率。该过量霍尔电阻率定性地跟踪样品的顺磁极化,类似于铁磁异常霍尔效应。这些数据是一致的斜散射的载体附近的交叉到本地化的障碍。
2005-12-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall effect driven by dipolar spin waves in uniform ferromagnets
在铁磁体中,传导电子与偶极自旋波相互作用产生一种新型的反常霍尔效应。这种效应甚至存在于没有相对论自旋轨道耦合的均匀铁磁体中。霍尔电导率的主要贡献是成比例的手征自旋相关的动态自旋纹理和物理上理解的偶极磁振子的斜散射。
2015-09-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous viscosity of vortex hall states in graphene
利用量子多涡流体力学方法研究了石墨烯霍尔流体反常粘性的温度效应。考虑了通常观察到的充盈分数,$ν$在$0 < ν< 2$范围内。在有限温度下,得到了依赖于几何参数霍尔膨胀系数的反常粘滞系数的表达式。它是由应变诱导的赝磁场以及涡旋速度中的异常项引起的,这是涡旋-涡旋相互作用重新归一化的原因。我们观察到,这两项大大修改异常粘度以及增强弱观察到的v分数。膨胀系数的有限值在不同温度下产生一个常数和一个无限大的粘度。无穷大被确定为能隙,并建议温度下,新的稳定的量子霍尔填充分数可以看到。这种现象用于估计石墨烯中已经测量的分数量子霍尔态的能隙。
2015-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mott Relation for Anomalous Hall and Nernst effects in Ga1-xMnxAs Ferromagnetic Semiconductors
电学和热电输运系数之间的莫特关系通常适用于涉及散射的现象。然而,铁磁体中的反常霍尔效应(AHE)可能是由内禀自旋轨道相互作用引起的。在本工作中,我们同时测量了Ga_(1-x)Mn_xAs铁磁半导体薄膜中的AHE和反常能斯特效应(ANE),并在零磁场下观察到异常大的ANE。我们进一步表明,AHE和ANE共享一个共同的起源,并证明了莫特关系的反常输运现象的有效性。
2008-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
High Chern Number Quantum Anomalous Hall States in Haldane-Graphene Multilayers
Kavli Institute for Theoretical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学理论物理卡弗里研究所)
通过哈达迪模型与多层石墨烯的耦合,实现高陈数量子反常霍尔态的构造。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable linear and nonlinear anomalous Hall transport in two-dimensional CrPS$_{4}$
通过第一性原理计算,发现二维CrPS$_{4}$中单层和双层分别表现出线性与非线性反常霍尔效应,且双层线性效应可由电场或磁场调控,揭示了层依赖的霍尔输运物理。
2025-10-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Impurity-induced vector spin chirality and anomalous Hall effect in ferromagnetic metals
多个散射体的散射有时会引起异常的霍尔效应。本文研究了反常霍尔效应的产生机制,它是由自旋杂质和局域磁矩的关联引起的,即由矢量自旋手征引起的霍尔效应。利用散射理论方法,研究了由两个磁矩和一个非磁性杂质的散射过程引起的斜散射,该散射与非磁性杂质附近自旋的矢量自旋手征成正比.此外,我们表明,一个有限的矢量自旋手征自然存在于周围的杂质在通常的铁磁金属在有限的温度下,由于局部反转对称性破缺的杂质。这一结果可能与磁性氧化物在有限温度下反常霍尔效应增强有关。
2018-06-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Global phase diagram of bilayer quantum Hall ferromagnets
本文从微观上研究了双层量子霍尔赝铁磁体的层间距d与面内磁场$B_\parallel$的关系。除了前面分析的层间电荷平衡的公度态和非公度态外,我们还讨论了相应的层间电荷不平衡的“倾斜”QH态。我们预测一个大的异常,在倾斜过渡和形成的偶极条纹域的周期超过1微米的倾斜状态下的双层电容。
2001-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum anomalous Hall effect and tunable topological states in 3d transition metals doped silicene
我们通过掺杂3d过渡金属在硅烯中实现了量子反常霍尔效应。用解析模型和Wannier插值方法研究了钒掺杂硅烯中存在稳定的量子反常霍尔效应。我们还预测了在某些过渡金属掺杂的硅烯中可以实现量子谷霍尔效应和电可调拓扑态,在这些能带反转的地方。我们的发现为实现量子反常霍尔效应提供了新的方案,为实现电可控拓扑态提供了平台。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetoresistance generated from charge-spin conversion by anomalous Hall effect in metallic ferromagnetic/nonmagnetic bilayers
提出了金属铁磁/非磁双层膜中由异常霍尔效应引起的电荷-自旋转换产生的磁电阻效应的理论公式。通过求解自旋扩散方程,得到了非磁性和铁磁性的纵向和横向磁率的解析表达式。由铁磁体中的反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换所产生的磁阻与铁磁体中自旋极化的平方成正比,并且具有固定的符号。我们还发现额外的磁阻在非磁性和铁磁性所产生的自旋霍尔和反常霍尔效应的混合。这种混合电阻的符号取决于非磁体中的自旋霍尔角和铁磁体的自旋极化。
2016-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Stark difference in the in-plane anomalous Hall response in Zintl compounds EuA2Sb2 (A = Zn, Cd) thin films
该研究对比EuZn2Sb2与EuCd2Sb2薄膜的面内反常霍尔效应,揭示其符号和磁场依赖的显著差异,并归因于不同的能带反转参数。
2025-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ab initio prediction of anomalous Hall effect in antiferromagnetic CaCrO$_3$
Institute of Scientific and Industrial Research, Osaka University(大阪大学科学工业研究所);Department of Precision Engineering, Graduate School of Engineering, Osaka University(大阪大学大学院工学研究科精密工程专攻)
研究通过从头计算预测反铁磁CaCrO3中的异常霍尔效应,揭示反铁磁序参数与铁磁序参数在非对称空间群中的相同不可约表示,导致k空间中非零 Berry 曲率,增强霍尔效应。
2023-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Oxygen vacancy-induced anomalous Hall effect in a nominally non-magnetic oxide
反常霍尔效应是时间反演对称性破缺和自旋轨道耦合的标志,在磁极化系统中经常观察到。然而,它在非磁性系统中的实现仍然难以捉摸。在这里,我们报告的观察异常霍尔效应在名义上非磁性KTaO 3。还原态KTaO3中出现了反常的霍尔效应,并表现出非本征到本征的交叉。利用第一性原理计算和定量磁力测定法在还原样品中观察到顺磁性行为。观察到的异常霍尔效应遵循氧空位诱导磁化响应,这表明氧空位的局部磁矩不对称地散射传导电子并引起异常霍尔效应。在低温极限(T<5 K),反常霍尔电导率对散射率不敏感,表明费米面电子的Berry曲率控制了反常霍尔效应。我们的观测描述了一个多体相互作用的详细图片,触发异常霍尔效应在非磁性系统。
2022-12-27 cond-mat.mes-hall
Modulation of anisotropic magnetoresistance by anomalous Hall signal and its application to real-time domain wall velocity measurement
本文提出了一种利用反常霍尔信号调制各向异性磁电阻(AMR),从而测量近场畴壁运动速度的方法。我们研究了纵向(Rxx)霍尔几何中恒定磁场下的磁化弛豫。我们观察到不对称的Rxx峰出现在DW钉扎领域。这种不寻常的磁阻行为解释考虑AMR调制的异常霍尔电压。在所提出的方法中,使用磁化弛豫,DW速度的实时测量是比较容易的其他显微镜方法。此外,来自异常霍尔电压的附加信号使得该技术对于DW速度测量更简单和灵敏,这可以用于各种自旋电子传感应用。
2020-05-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Valley-Polarized Quantum Anomalous-Hall Effects in Silicene
我们证明了一种新的物质量子态--单层硅烯中的谷极化量子反常霍尔效应。在非本征Rashba自旋轨道耦合和交换场的作用下,单层硅烯可以处于量子态,其Chern数C=2。我们发现,通过调节Rashba自旋轨道耦合,拓扑相变产生谷极化量子反常霍尔态,即同时具有量子谷-霍尔效应(谷陈数C_V=3)和量子反常霍尔效应(C=-1)的量子态.
2013-04-27 cond-mat.mes-hall
Crossover of spin Hall to quantum anomalous Hall effect in PbC/MnSe heterostructures
本文研究了PbC/MnSe异质结在圆偏振光照射下的拓扑性质和霍尔电导。在高频区,能隙,陈数和霍尔电导率分别基于Floquet理论和格林函数形式的研究。自旋轨道耦合与光的相互作用导致反常霍尔态与自旋霍尔态之间的拓扑相变,这与两个虚光子的发射和吸收有关。反常霍尔电导率与光的偏振态有关,而自旋霍尔电导率与光的偏振态无关。
2020-03-04 cond-mat.mes-hall
Absence of the anomalous Hall effect in planar Hall experiments
本文解释了平面霍尔实验中周期为 $2π/3$ 的反常平面霍尔效应缺失的原因,指出无序贡献和镜面反射对称性破坏导致的传统 $π$ 周期效应掩盖了反常效应,并提出通过面内应变增强反常霍尔电导率及从实验数据中提取隐藏电导率的方案。
2023-07-28 cond-mat.mes-hall
Effect of Spin Accumulation at Co/Pt Interfaces on Anomalous Hall Effect in Pt/Co/Pt Trilayers
当电流流过Pt/Co/Pt三层时,Pt层中的电荷电流引起自旋霍尔效应,导致自旋在Co/Pt界面处积累。我们的实验和计算表明,自旋积累在Pt/Co/Pt三明治的Pt/Co/Pt界面上的反常霍尔系数的影响,这取决于Pt层的厚度和自旋扩散长度在Pt层。由于反常霍尔效应在Pt帽层中产生的纵向电流与Co层中注入的横向电流的比值随Pt帽层厚度的增加而增加。
2013-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
The quantum anomalous Hall effect
量子反常霍尔效应是指在没有外加磁场的系统中实现的量子化霍尔效应。量子反常霍尔效应是多电子系统拓扑结构的一种新表现形式,在未来的电子器件中具有潜在的应用价值。近年来,量子反常霍尔效应被从理论上提出并在实验上得以实现。在这篇评论文章中,我们提供了一个系统的概述,在这一领域的理论和实验的发展。
2015-08-28 cond-mat.mes-hall
Nonlinear anomalous Hall effects probe topological phase-transitions in twisted double bilayer graphene
非线性反常霍尔效应是指在纵向电场或温度梯度作用下,由Berry曲率偶极子感应的二阶霍尔电压或温度差。这些是时间反演对称系统中突出的霍尔响应。在这里,我们研究了扭曲双层石墨烯莫尔系统中的二阶非线性异常霍尔效应家族,即电、热电和热非线性霍尔效应。我们证明了非线性反常霍尔信号可以用来探测由垂直电场引起的莫尔系统中的拓扑相变。具体来说,我们表明,整个家庭的非线性异常霍尔响应进行了跨拓扑相变的符号反转。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Quantum Spin Hall and Quantum Anomalous Hall States Realized in Junction Quantum Wells
量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态都是量子物质的新态,具有广阔的应用前景。我们提出包括II-VI、III-V或IV半导体的结量子阱作为实现量子自旋霍尔态的一大类新材料。特别地,我们发现量子自旋霍尔态的体带隙可以大到0.1 eV。此外,磁性掺杂还可以在带反转区产生带边奇异性,从而在量子阱中产生铁磁性,实现量子反常霍尔态。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall
Extrinsic anomalous Hall conductivity of a topologically nontrivial conduction band
量子反常霍尔效应是实现无耗散输运器件的关键一步,其特征在于具有强自旋-轨道耦合的铁磁绝缘体中的整数量子化霍尔电导。本文研究了当费米能级与量子反常霍尔系统的拓扑非平凡导带相交时,由于杂质散射引起的反常霍尔效应,即非本征反常霍尔效应.两个主要的外在贡献,侧跳和斜散射霍尔电导率,计算使用的图形技术,其中同时考虑到的电磁散射和磁散射。侧跳霍尔电导率在非平凡相的临界片载流子密度处改变其符号,而平凡相的侧跳霍尔电导率保持符号不变。用实际参数估计的临界片状载流子密度在实验可达到的范围内。结果表明,在良金属区可以发现量子反常霍尔系统。
2013-08-28 cond-mat.mes-hall
The anomalous Hall conductivity due to the vector spin chirality
本文从理论上研究了$s$ - $d$模型中由于局域自旋携带的矢量自旋手征所引起的反常霍尔效应。我们将证明,矢量自旋手征确实诱导局部霍尔效应的存在下,电子自旋极化,而全球霍尔效应消失,如果电子输运是均匀的。这种反常的霍尔效应可以用与矢量手征相关的自旋电流的旋转分量来解释。
2008-11-06 cond-mat.mes-hall
Wigner Crystal State for the Edge Electrons in the Quantum Hall Effect at Filling $ν= 2$
本文从理论上研究了填充$ν= 2$时,霍尔棒边缘的电子激发。平均场论和Luttinger液体理论技术的情况下,零塞曼能量分裂。第一个计算产生一个稳定的自旋密度波状态沿酒吧,而第二个预测占主导地位的维格纳晶体相关沿酒吧的边缘。我们提出了一个反铁磁维格纳晶体基态的边缘电子,调和这两个结果。一个净塞曼分裂被发现产生的反铁磁序的倾斜。
2000-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin Imbalanced anomalous Hall effect and Magnus Hall effect of Bilayer Silicene
硅烯被认为具有多个拓扑相,这取决于环境参数,如门控电压和邻近感应交换场。两种典型的拓扑相是量子自旋霍尔相和量子反常霍尔相。我们发现,在反铁磁交换场和(或)门控电压的存在下,双层硅烯具有两个自旋的Chern数的符号和大小都不同的拓扑相,即两个自旋的反常霍尔效应不平衡.拓扑相位是通过三重带反转产生的,该三重带反转通过$\pm3$改变上带和下带的陈数。相位宿主大反常自旋霍尔响应。同时,由于双层硅烯在三带反转区附近存在较大的三角翘曲,因此Magnus霍尔效应较大。这一发现丰富了双层硅烯作为自旋电子器件候选材料的拓扑体系。
2019-12-05 cond-mat.mes-hall
Inverse Spin Hall Effect and Anomalous Hall Effect in a Two-Dimensional Electron Gas
本文研究了二维电子气在输运扩散机制下的自旋流和电荷流的耦合动力学。对于具有反转对称性的系统,在自旋霍尔效应、反常霍尔效应和逆自旋霍尔效应之间建立了关系。然而,在二维电子气体的半导体,如砷化镓,反转对称性被打破,使标准的论点不适用。我们证明了在Rashba型自旋-轨道耦合(结构反转对称性破缺)的存在下,反常的霍尔效应、自旋霍尔效应和反自旋霍尔效应是本质上不同的效应。进一步讨论了具有Rashba和Dresselhaus自旋-轨道耦合的二维电子气的逆自旋霍尔效应,所得结果与最近的实验结果一致.
2010-03-31 cond-mat.mes-hall
Self-generated spin-orbit torque driven by anomalous Hall current
本文发现铁磁导体中由反常霍尔电流驱动的巨自旋轨道力矩,其幅度足以抵消磁阻尼并实现微波纳米振荡器,且在耦合振荡器阵列中具独特优势。
2024-01-10 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effect in ferromagnetic semiconductors
本文提出了铁磁(Mn,III)V半导体反常霍尔效应的理论。我们的理论涉及到一个均匀的铁磁体的异常霍尔电导的Berry相获得的准粒子波函数后,穿越封闭的路径上的自旋分裂费米表面的铁磁状态。它同样适用于任何巡回电子铁磁体。我们的理论和实验数据之间的定量协议在(In,Mn)As和(Ga,Mn)As系统表明,这种无序独立的贡献异常霍尔电导率占主导地位的稀磁半导体。
2001-10-22 cond-mat.mes-hall
Vorticity-induced anomalous Hall effect in electron fluid
我们发展了一个流体动力学理论的电子系统表现出异常的霍尔效应,并表明,一个额外的异常霍尔效应是由边界附近产生的涡诱导。我们利用线性响应理论计算了与电场成正比的动量通量和力。通过用电流代替局部电场得到流体动力学方程,其尺度充分大于平均自由程,证明了在电流的涡量和磁化强度之间存在耦合,磁化强度由非均匀涡量产生压力。在考虑霍尔粘性和松弛力的情况下,计算了边界附近的非均匀流动和附加霍尔力。附加反常霍尔力与常规反常霍尔力相反,导致薄系统中的符号反转。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Chirality driven anomalous Hall effect in weak coupling regime
基于$s$ - $d$模型,研究了由非平凡自旋组态(手征性)引起的反常霍尔效应.考虑到弱耦合的情况下,相互作用的微扰处理。包括正常杂质的散射。如果存在有限的均匀手征,则手征驱动局部霍尔电流并导致整体霍尔效应。这种贡献独立于传统的自旋轨道贡献,并表现出独特的低温行为。在介观自旋玻璃中,在低于自旋玻璃转变温度时,手性诱导的反常霍尔效应被预期。霍尔系数的测量将有助于从实验上确认手性有序性。
2002-04-04 cond-mat.mes-hall
Spin anomalous-Hall unidirectional magnetoresistance
我们预测的自旋反常霍尔单向磁阻(AH-UMR)在导电双层铁磁层和一个非磁性层,这并不$\textit{not}$依赖于自旋霍尔效应在正常的金属层$-$形成鲜明对比的单向自旋霍尔磁阻$-$,但相反,产生于自旋反常霍尔效应在铁磁层。物理上,它是由自旋反常霍尔效应引起的电荷-自旋转换,与结构反转不对称性合谋在铁磁层中产生净非平衡自旋密度,当所施加的电流或磁化方向反转时,这反过来调制双层的电阻。分析了自旋AH-UMR效应对材料和几何参数的依赖性,并与其他非线性磁电阻效应进行了比较。特别是,我们表明,在磁性双层自旋异常霍尔和自旋霍尔效应是可比的,整体UMR可能会经历一个符号的变化时,任何一层的厚度是不同的,这表明一个计划来量化自旋霍尔或自旋异常霍尔角通过非线性传输测量。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Geometric and nongeometric contributions to the surface anomalous Hall conductivity
静态电场在磁电绝缘体的表面处产生循环电流。描述这种束缚电流的表面电导率张量的异常霍尔部分可以根据绝缘表面制备而改变$e^2/h$的倍数,并且批量计算不固定其量化部分。为了解决这种模糊性,我们开发了一种计算平板几何中的全表面异常霍尔电导率的形式。我们确定了一个贝里曲率项,密切相关的散装异常霍尔电导率,其值可以通过调整表面哈密顿量的量子化量的表达。此外,表面反常霍尔电导率包含一个不依赖于表面制备的非几何部分。
2018-09-06 cond-mat.mes-hall
Anomalous Hall effects and electron polarizability
本文提出了一种基于电流密度空间分布的反常和自旋霍尔效应理论。自旋-轨道耦合引起质心的空间分离,以及具有相反群速度的准粒子态的电流密度分离。结果表明,这种微观性质是必不可少的存在的两个霍尔效应。
2010-02-17 cond-mat.mes-hall
In-plane Magnetization Induced Quantum Anomalous Hall Effect
在二维电子气中,强磁场可以引起量子化的霍尔电导,称为量子霍尔效应;磁性离子的强交换耦合也可以引起量子化的霍尔电导,称为“量子反常霍尔效应“。量子霍尔效应需要面外磁场,类似地,通常认为对于量子反常霍尔效应,磁化应该是面外的。在目前的工作中,我们发现这个条件是不必要的,并预测量子异常霍尔效应也可以诱导两个现实系统中的纯面内磁化,包括Bi $_2$ Te $_3$薄膜的磁掺杂和HgMnTe量子阱的剪切应变,当所有的反射对称性被打破。提出了一个实验装置来证实这种效应,这将为在更广泛的材料中寻找量子反常霍尔效应铺平道路。
2013-01-21 cond-mat.mes-hall
Hall Shift Current and Nonlinear Anomalous Hall Effect in Gapped Dirac Fermion Systems
The University of Tokyo(东京大学)
探讨倾斜二维带隙狄拉克费米子系统中非线性反常霍尔效应新机制,源于与跨越能隙的朗道-齐纳隧穿相关的侧跳位移,为有机狄拉克费米子系统中现象提供解释。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall
Prediction of a quantum anomalous Hall state in Co decorated silicene
基于第一性原理计算,我们证明了Co修饰的硅烯可以具有量子反常的Hall态.由Co原子诱导的交换场与硅烯的强自旋轨道耦合相结合,在K点处打开了非平凡的带隙。与其他过渡金属相比,Co修饰的硅烯在这方面是独特的,因为通常在硅烯中诱导的杂化和自旋极化抑制量子反常霍尔态。
2014-01-09 cond-mat.mes-hall
The Berry phase in ferromagnetic spin systems and anomalous Hall Effect
我们已经表明,在铁磁自旋系统的基础几何拓扑方面的研究引起了一个内在的Berry相。这种实空间Berry相是由于导电电子的自旋旋转而产生的,这可以表现为对反常霍尔效应的进一步贡献。
2007-01-18 cond-mat.mes-hall