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
Photonic Chern insulators made of gyromagnetic hyperbolic metamaterials
利用人工光子晶体和电磁超材料控制光的传播是光子学领域的一个重要课题。值得注意的是,在光子Chern绝缘体的表面上或界面处的手性边缘态可以用于制造无反射波导。本文通过理论分析和电磁模拟,证明了旋磁双曲型超材料(GHM)是一种具有优良特性的光子Chern绝缘体。作为一种新的机制,在这些超材料中的双曲和旋磁效应的同时发生被证明打开与间隙陈数为1的大拓扑带隙。重要的是,与许多其他光子陈氏绝缘体不同,GHM陈氏绝缘体在其表面上具有非辐射手性边缘模式,因此允许在没有包覆金属的情况下制造单向波导,而包覆金属通常会产生相当大的欧姆损耗。此外,与晶体拓扑绝缘体相比,Chern绝缘体中的光子边缘态在很宽的长度尺度上都具有很强的抗无序性,并且通过改变外加磁场的方向,Chern绝缘体表面上的光流动方向可以很容易地翻转.有趣的是,我们发现拓扑表面波的负折射发生在GHM与旋磁参数相反的符号之间的边界。最后,我们表明,与其他光子拓扑材料,如手征双曲材料相比,目前的GHM陈氏绝缘体可以更容易地制作。
2019-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of the quantum-anomalous-Hall insulator to Anderson insulator quantum phase transition and its scaling behavior
通过研究二维超导体到绝缘体的量子相变,或量子霍尔效应中从一个平台到下一个平台或到绝缘体的量子相变的标度行为,揭示了量子相变的本质。在这里,我们报告的量子相变从量子反常霍尔(QAH)绝缘体的磁性拓扑绝缘体通过调整化学势的安德森绝缘体的实验观察。我们的实验证明了标度行为的存在,从中我们提取了这种量子相变的临界指数。我们期望我们的工作将激发在这一新的背景下对量子相变的许多性质进行更深入的研究。
2016-08-22 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phase in a quasicrystal lattice
基于最近实验上实现的拓扑Anderson绝缘体和对拓扑准晶晶格的研究兴趣,我们研究了无序对二维Penrose型准晶晶格拓扑性质的影响,该准晶晶格在干净极限下支持量子自旋Hall绝缘体(QSHI)和正常绝缘体(NI)相.结果表明,螺旋边缘态的QSHI相位是强大的弱无序。最显著的是,发现无序可以诱导准晶体系统中的NI相到QSHI相的相变。基于双端器件的数值计算结果表明,在中等的Anderson无序强度下,NI相的能隙内可以出现量子化的电导平台。进一步证实了无序诱导量子化电导平台的局域电流分布位于样品的两个边缘。最后,我们通过计算无序平均自旋Bott指数,确定了这种无序诱导相为拓扑Anderson绝缘体相。
2019-09-17 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
Statistical measurements of quantum emitters coupled to Anderson-localized modes in disordered photonic-crystal waveguides
光学纳米结构已被证明是有益的定制量子发射器的发射特性。然而,不可避免的制造缺陷可能会带来麻烦。非常值得注意的是,无序提供了新的机会,因为光可以有效地限制随机多重散射导致安德森局域化。在这里,我们研究了这种无序诱导腔对嵌入无序光子晶体波导中的单量子点发射动力学的影响。我们提出了时间分辨测量的总发射从安德森本地化腔和从单个发射器耦合到腔。我们观察到强烈抑制和增强衰减率相对于自发发射率在均匀介质中。从统计分析,我们报告的平均Purcell因子为2在没有任何控制的量子点腔失谐。通过光谱调谐个别量子点与安德森本地化模式共振,最大Purcell因子为23.8,这是在强耦合制度的开始。所提供的数据量化了自然发生的安德森局域腔的潜力,用于控制和增强光-物质相互作用强度,这不仅与腔量子电动力学实验有关,而且还可能用于有效的能量收集和可控随机激光。
2013-01-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Tunable Anderson metal-insulator transition in quantum-spin Hall insulators
数值研究了Bernevig-Hughes-Zhang(BHZ)模型中的无序效应,发现量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)的Anderson跃迁由模型参数决定。BHZ哈密顿量等价于两个属于酉类的解耦自旋块。与通常认为的二维幺正系统除了在某些临界点外都是绝缘体的观点相反,通过计算局域化长度、能级统计和参与比的标度性质,我们发现在InAs/GaSb型BHZ模型中,在QSHI和正常绝缘体相之间可能出现一个奇异的金属相.另一方面,在HgTe/CdTe型BHZ模型中发现了从QSHI到正常绝缘体的直接跃迁。此外,我们表明,金属相起源于贝瑞相,可以生存的内部和外部的差距。
2015-06-30 cond-mat.mes-hall
Topological Signatures in Quantum Transport in Anomalous Floquet-Anderson Insulators
拓扑态需要扩展的体态的存在,如通常在能带和拓扑态桥接体隙的图片中发现的。但在驱动系统中,这是可以绕过的,并且可以得到拓扑态与完全定域的体态共存,就像反常的Floquet-Anderson绝缘体一样。在这里,我们展示了这种特殊的拓扑相的传输特性和它们对无序强度,几何配置(两端和多端设置)和驱动协议的细节的依赖的指纹。
2019-09-12 cond-mat.mes-hall
Weak quantization of non-interacting topological Anderson insulator
研究了强无序诱导的二维拓扑绝缘体(TI)与平凡Anderson绝缘体(AI)之间的跃迁。我们发现了一个独特的标度行为的TI附近的相变的纵向电导接近量子化值的幂律与系统的大小,而不是一个指数律在干净的TI。这个区域因此被称为弱量子化拓扑绝缘体(WQTI)。利用自洽玻恩近似,我们将弱量子化的出现与有效自能虚部在强无序下达到有限值联系起来。我们使用我们的分析理论,直接数值模拟的支持下,研究的拓扑安德森绝缘体的无序范围的影响。有趣的是,虽然这个阶段对于不相关或短程无序是相当普遍的,但它被长程无序强烈抑制,这也许解释了为什么它从未在固态系统中出现过。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall
Probing the Topological Anderson Transition in Quasiperiodic Photonic Lattices via Chiral Displacement and Wavelength Tuning
研究通过准周期调制光子SSH晶格的胞内耦合实现拓扑Anderson转变,利用波长调谐测量光在晶格体内传输的平均手位移,揭示了系统在平庸相与拓扑相间的重入转变。
2025-07-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Anderson Insulator
无序在二维中起着重要的作用,并且负责诸如金属绝缘体转变以及积分和分数量子霍尔效应等引人注目的现象。在本文中,我们研究了无序在最近发现的拓扑绝缘体中的作用。拓扑绝缘体具有一对螺旋边缘态,其自旋方向相反,并表现出量子自旋霍尔效应。我们预测了一个意想不到的和平凡的量子相位称为“拓扑安德森绝缘体”,这是通过在二维金属中引入杂质获得的;这里的无序不仅会导致金属绝缘体转变,正如预期的那样,但从根本上负责创建扩展的边缘状态。我们确定的拓扑安德森绝缘体的相图,并概述其实验结果。
2008-11-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transport Phase Diagram and Anderson Localization in Hyperuniform Disordered Photonic Materials
超均匀无序光子材料(HDPM)是一种具有非常规光学特性的空间相关介质结构。它们可以对长波长辐射透明,同时在另一个频率范围内具有各向同性带隙。这种现象提出了关于光子通过无序介质传输的基本问题。虽然光学透明性对经常性的多重散射是稳健的,但对诸如扩散多重散射或安德森局域化的其他输运机制知之甚少。在这里,我们调查的带隙,我们报告的安德森局域化在二维隐身HDPM使用数值模拟的态密度和光输运统计。为了建立一个统一的观点,我们提出了一个传输相图。我们的研究结果表明,仅依赖于相关的程度,介电材料可以从本地化行为过渡到带隙跨越由弱耦合状态之间的隧穿主导的中间制度。
2017-02-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Anderson amorphous insulator
该研究提出拓扑安德森非晶绝缘体现象,证实安德森无序可与非晶结构无序协同驱动s-p能带反转引发拓扑相变,给出相图并由有效介质理论验证,深化了对两类无序与拓扑相互作用的理解。
2023-08-24 cond-mat.mes-hall
Theory of the topological Anderson insulator
我们提出了一个有效介质理论,解释了无序诱导过渡到一个阶段的量子化电导,发现在计算机模拟碲化汞量子阱。随机势和与p^2 sigma_z成比例的狄拉克哈密顿量的二次修正的结合,可以将普通的带绝缘体驱动成拓扑绝缘体(具有反向带隙)。我们计算了弱无序相边界的位置,并表明它对应于带边的交叉,而不是迁移率边缘。我们的机制形成的拓扑安德森绝缘体是通用的,并将适用于三维半导体与强自旋轨道耦合。
2009-10-20 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulators by latent symmetry
Henan University of Science and Technology(河南科技大学)
本研究提出通过隐含对称性设计和识别拓扑安德森绝缘体,扩展了传统拓扑绝缘体的分类方法。
2026-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Measurement of Coulomb drag between Anderson insulators
我们报道了两个有效的2-d绝缘a- Si_{1-x} Nb_{x}薄膜之间的库仑阻力效应的观察。我们发现只有在有限的实验参数范围内才能测量到相当大的线性响应跨阻率(ρ_{d})。在假定3-d态密度和局域化长度小于直流层电导率的情况下,ρ_{d}的温度依赖性与Efros-Shklovskii Anderson绝缘体一致。
2008-02-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Percolating States in the Topological Anderson Insulator
我们研究了无序二维拓扑绝缘体中的量子态。特别是,我们发现这些国家和所谓的拓扑安德森绝缘体(TAI),这是一个拓扑非平凡的阶段诱导的存在下的障碍之间的密切联系。这一阶段的衰减以前可以连接到一个离域体状态与无序强度增加。在这项工作中,我们确定这种离域是一个渗流过渡的状态,环绕山的散装无序潜力的结果。
2015-05-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Anderson Insulator in Three Dimensions
无序,普遍存在于固体中,通常对物质有序状态的稳定性有害。在这封信中,我们证明,不仅是一个强大的拓扑绝缘体的物理鲁棒无序,但值得注意的是,在某些条件下,无序可以成为其存在的根本原因。我们表明,无序,当足够强,可以将一个普通的金属与强自旋轨道耦合到一个强大的拓扑'安德森'绝缘体,一个新的拓扑相的量子物质在三维空间。
2010-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Observation of Anderson localization in ultrathin films of three-dimensional topological insulators
安德森局域化(无序系统中不存在扩散输运)已在许多电子系统中表现为跳跃输运,而在最近发现的拓扑绝缘体中尚未直接观察到它。在这里,我们报告的过渡从弱反局域化制度的扩散输运的安德森局域化制度的可变距离跳跃输运的实验演示与x-ray(Bi $_{1-x}$ Sb $_x$)$_2$ Te $_3$薄膜。随着无序变强,由于弱反定域化的负磁导率逐渐被抑制,并且当电子系统变得强定域化时,最终出现正磁导率。这一工作揭示了无序在双拓扑绝缘体薄膜量子输运性质中的关键作用,理论预言了与拓扑相变相关的丰富物理。
2015-05-20 cond-mat.mes-hall
Two-dimensional topological Anderson insulator in a HgTe-based semimetal
本研究在强无序HgTe半金属量子阱中实验观测到二维拓扑安德森绝缘体态,证实其边缘通道受拓扑保护抗无序,且该态对垂直外磁场高度敏感,不同强度磁场可分别将其转为普通安德森绝缘体或量子霍尔液体。
2024-12-09 cond-mat.mes-hall
Statistics of Anderson-localized modes in disordered photonic crystal slab waveguides
我们提出了一个全三维的布洛赫模式展开技术和光子格林函数形式计算的品质因数,模式体积和Purcell增强分布的无序W1光子晶体平板波导在慢光安德森局域化制度。通过考虑制造(本征)和有意(非本征)的无序,我们发现品质因数和Purcell增强统计量可以很好地用对数正态分布来描述,而不需要任何拟合参数。我们还比较直接的影响,孔的大小波动以及波动的孔的位置。发现品质因数和Purcell增强分布的平均值和标准差的函数依赖性在非本征无序参数的平方根上呈指数下降。数值计算了单个量子点与安德森局域模之间的强耦合几率,发现其随非本征无序参数的平方呈指数下降,而对于最先进的量子点,低无序系统的强耦合几率更大.讨论了量子点在W1波导中的最佳位置。这些理论结果是基本的兴趣和连接到最近的实验工作在慢光制度的光子晶体平板波导。
2017-01-31 cond-mat.mes-hall
Emergence of an antiferromagnetic topological Anderson insulator in the interacting Haldane model
Goethe-Universität(歌德大学)
通过有限尺寸精确对角化研究自旋Haldane模型中的拓扑安德森绝缘相,发现由安德森无序而非交错质量诱导的反铁磁C=1拓扑安德森相。
2026-05-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantized large-bias current in the anomalous Floquet-Anderson insulator
我们研究了通过二维周期驱动系统的双端输运,在该系统中,所有的体Floquet本征态都是由无序局域化的。我们专注于异常Floquet-Anderson绝缘体(AFAI)相,这类拓扑非平凡相,其主机拓扑保护的手性边缘模式共存其完全本地化的散装。我们表明,AFAI的独特性质产生显着的远离平衡的运输签名:对于大的偏差之间的铅,量子化的电荷量通过系统的每个驱动周期。在增加偏置时,连接源极到漏极的手性Floquet边缘模式变得完全占据,并且电流迅速接近其量化值。
2019-12-10 cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulators in an Ammann-Beenker quasicrystal and a snub-square crystal
近年来,对非周期系统中物质拓扑相的研究取得了很大进展。在这里,我们研究了无序对二维Ammann-Beenker平铺准晶晶格拓扑相的影响。为了比较的目的,我们也考虑的情况下,一个周期性的snub-square晶格,它具有相同的原始瓷砖的Ammann-Beenker平铺准晶晶格。通过计算自旋博特指数和两端电导,证实了具有不同对称性和周期性的两个系统中具有无序的拓扑相具有相似的性质。结果表明,量子自旋霍尔态对弱无序在准晶晶格和晶格中是鲁棒的。更有趣的是,在这两个系统中出现了由无序引起的拓扑Anderson绝缘体相。此外,局域电流的分布验证了拓扑安德森绝缘体相贡献的量子化电导平台。
2021-02-14 cond-mat.mes-hall
Topological inverse Anderson insulator
本文提出拓扑逆Anderson绝缘体相,其特征为无序诱导扩展体态与拓扑边缘态,并在多个全带平模型中证实其存在,展现出无序辅助的量子弹道相干输运。
2024-08-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Anderson Localization in Bi-layer Array with Compositional Disorder: Conventional Photonic Crystals versus Metamaterials
已推导出的本地化长度为一维双层结构的随机扰动的折射率为每种类型的层。主要的注意力是传统的材料和那些由混合的右手和左手材料之间的比较。结果表明,这两种情况下的本地化长度描述的通用表达式。数值模拟结果证实了分析结果。
2009-11-29 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
Quantum criticality of quasi one-dimensional topological Anderson insulators
我们提出了一个准一维拓扑安德森绝缘体的AIII类和BDI的量子临界性的分析理论。我们描述的系统中的两个参数$(g,χ)$代表本地化和拓扑性质,分别。半整数值$χ$的表面定义不同拓扑扇区之间的相位边界。随着系统尺寸的增大,这两个参数表现出类似于描述A类量子霍尔绝缘体的著名的两参数流的流动。然而,与量子霍尔系统不同的是,可以给出整个相图的精确解析描述。我们检查我们的理论的定量有效性,通过比较数值传递矩阵计算。
2014-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Electron-phonon cooling power in Anderson insulators
首次提出了Anderson绝缘体中电子-声子能量交换的微观理论。作为电子温度的函数的冷却功率的主要贡献被示出是直接相关的关联函数的局部电子态密度在小能量差的论点。在离局域化跃迁不远的Anderson绝缘体中,波函数的多重分形性和局域态的Mott共振对强烈增强了这种关联函数。我们开发的理论解释了在绝缘氧化铟薄膜中观察到的冷却能力的巨大增强,与先前为无序金属开发的理论的预测相比。我们的研究结果为预测适合于观察多体局域化跃迁的条件开辟了道路。Basko,Aleiner和Altshirt(2006)在开创性的论文中提出了电子绝缘体中存在的那些跃迁,但尚未得到令人信服的证明。
2019-02-27 cond-mat.mes-hall
Large thermoelectric figure of merit for 3D topological Anderson insulators via line dislocation engineering
研究了三维拓扑安德森绝缘体的热电性质。研究表明,在高密度位错下,在具有非零时间反转不变动量的拓扑绝缘体材料(如Bi_{1-x} Sb_x)中,通过晶格螺位错传输的一维拓扑保护导电态可以控制热电优值ZT.当化学势不超过迁移率边缘时,在室温下的ZT可以达到大的值,对于合理的参数远高于1,因此使该系统成为纳米器件热管理应用的强有力的候选者。
2010-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Distribution of conductance for Anderson Insulators: A theory with a single parameter
基于传输矩阵的微扰方法,得到了三维强无序导体电导全分布的解析表达式。我们的研究结果证实了数值证据,对数正态分布的限制,甚至在深绝缘制度。我们表明,电导的对数尺度的方差作为平均值的分数幂,而偏度的变化,因为一个接近安德森金属-绝缘体过渡从深绝缘极限,所有描述为一个单一的参数的函数的符号。该方法提出了一个可能的单参数描述的安德森过渡,考虑到完整的非平凡分布的电导。
2009-10-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Numerical study of the topological Anderson insulator in HgTe/CdTe quantum wells
研究了无序对HgTe/CdTe半导体量子阱中输运性质的影响。我们证实,在一个中等的无序强度,最初未量子化的两端电导变得量子化,系统的新拓扑安德森绝缘体(TAI)的过渡。计算的条形和圆柱形样品的电导揭示了TAI的拓扑特征,并支持螺旋边缘态可能导致反常量子化平台的观点。通过计算局域电流的分布,研究了无序的影响。在此基础上,直接解释了量子自旋霍尔区和TAI区中的无序现象。我们对局部电流组态的研究进一步阐明了异常平台的机制。
2009-05-28 cond-mat.mes-hall
Thermal Activation Signatures of the Anderson Insulator and the Wigner Solid forming near $ν=1$
研究了 $ν=1$ 附近整数量子霍尔平台中 Anderson 绝缘体与 Wigner 固体的热激活特征,发现激活能对磁场呈非单调依赖并在两相边界出现极小值,从而约束了相关理论并揭示了边界新奇行为。
2024-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anderson localization and topological transition in Chern insulators
基于二分格分析了具有非平凡拓扑的二维无序系统的拓扑跃迁和局域演化。时间反演对称性破缺的陈氏绝缘体表现出非标准的行为,无序实现只选择性地分布在一个子晶格上。的陈数生存到一个更强的无序强度(一个数量级以上)比均匀分布的无序的情况下,在强无序的情况下,最终状态是金属。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance distribution in 3D Anderson insulators: deviation from log-normal form
我们展示了最近的一项建议,以获得分布的电导在三维(3D)从广义福克-普朗克方程的联合概率分布的传输本征值可以实施的所有强度的障碍,通过数值计算某些相关的传输矩阵。然后,我们使用这种方法来获得分析,第一次,在绝缘制度的3D电导分布,并提供了一个简单的理解,为什么它不同于准一维导线的对数正态分布的定性。
2004-10-14 cond-mat.mes-hall
Dielectric response of Anderson and pseudogapped insulators
使用分析和数值方法相结合,我们研究了(非相互作用)安德森绝缘体的极化率在一个,两个,和三个维度,并证明,在很宽的参数范围内,它的规模成比例的本地化长度的平方,与早期的索赔的有效介质近似的基础上。我们进一步分析了电子-电子相互作用对具有大局域化长度的准一维、准二维和三维材料介电常数的影响,包括库仑排斥和声子介导的吸引。声子介导的吸引(在超导体-绝缘体转变的绝缘侧上的赝隙状态中)产生对介电常数的校正,这可以从介电常数对外部磁场的线性响应中检测到。
2018-01-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Photoinduced Quantum Anomalous Hall States in the Topological Anderson Insulator
由于磁掺杂拓扑绝缘体通常具有铁磁有序的不均匀性,因此在无磁掺杂的情况下实现量子反常霍尔效应引起了人们的广泛兴趣。在这里,我们提出了一种不同的策略来实现有趣的QAH状态所产生的光和非磁无序的相互作用在二维拓扑平凡系统。结合玻恩近似和Floquet理论,我们证明了在圆偏振光照射下,时间反演不变的无序诱导的拓扑绝缘体,即拓扑Anderson绝缘体(TAI),将演化为时间反演破缺的TAI,然后演化为QAH绝缘体.我们利用自旋和电荷霍尔电导率,这可以在实验中直接测量,区分这三个不同的拓扑阶段。这项工作不仅为实现无磁序的高温QAH效应提供了一个令人兴奋的机会,而且对于拓扑态在自旋电子学中的应用也具有重要意义。
2021-08-16 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Boundary criticality at the Anderson transition between a metal and a quantum spin Hall insulator in two dimensions
当时间反演对称性被保持但自旋旋转对称性被破坏时,在被限制在二维的非相互作用的电子气体中的静态无序可以驱动金属态和绝缘态之间的连续量子(安德森)跃迁。表征发散局域长度的临界指数$ν$和表征金属-绝缘体转变处的临界波函数的振幅的体多重分形标度指数不依赖于绝缘状态的拓扑性质,即,无论它是拓扑平凡的(普通绝缘体)还是非平凡的(支持量子自旋霍尔效应的$Z_2$绝缘体)。这是不正确的边界多重分形标度指数,我们显示(数值)取决于绝缘状态是否是拓扑平凡或不。
2008-09-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Real space topological invariant and higher-order topological Anderson insulator in two-dimensional non-Hermitian systems
研究了高阶拓扑Anderson绝缘体(HOTAI)在非厄米特系统中的表征和实现,其中非厄米特机制保证了额外的对称性和增益与损耗的无序性,阐明了四极矩$Q_{xy}$可以作为非厄米特高阶拓扑绝缘体(HOTI)的实空间拓扑不变量.基于双正交基和非厄米对称性,我们证明了$Q_{xy}$可以量子化为$0$或$0.5$ .考虑到无序效应,我们发现了从正常绝缘体到非厄米HOTAI的无序诱导相变。此外,我们阐明了实空间拓扑不变量$Q_{xy}$也适用于非厄米趋肤效应的系统。我们的工作启发了无序和非厄米HOTI的组合的研究。
2021-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantized charge transport in disordered Floquet topological insulators in the absence of Anderson localization
本研究通过数值模拟探究含时间无序的Floquet拓扑绝缘体,发现无安德森局域化时量子化电荷输运可与扩散体运动共存,揭示了输运的瞬态与长时间双区域特征及统一标度律。
2023-07-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Floquet-Anderson Insulator with Quasiperiodic Temporal Noise
时间周期(Floquet)驱动可以产生新的对称性破缺和拓扑相的物质。最近,我们发现,一个典型的Floquet拓扑相位称为异常Floquet-Anderson绝缘体是稳定的噪声的时序Floquet驱动器。在这里,我们扰动异常Floquet-Anderson绝缘体在一个单一的不相称的频率,导致准周期性的2音驱动。我们的数值计算表明,一个强大的拓扑相位生存在弱噪声与拓扑泵,比白噪声的情况下更稳定。在拓扑阶段,我们表明,粒子移动subdiffusively,这是直接负责稳定拓扑运输。令人惊讶的是,我们发现,当准周期噪声是足够强的杀死拓扑结构,系统似乎表现出扩散动力学,这表明相关结构的准周期噪声变得无关紧要。
2022-07-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Observation of topological Anderson Chern insulator phase in MnBi$_4$Te$_7$ monolayer
本文在单层MnBi$_4$Te$_7$器件中首次实验观测到由中等无序诱导的拓扑安德森陈绝缘体相,通过量子化霍尔平台和普适电导涨落证实了从平庸绝缘态到非平庸陈绝缘态的转变。
2025-02-05 cond-mat.mes-hall
Metal-insulator transition in three dimensional Anderson model: universal scaling of higher Lyapunov exponents
安德森转变的数值研究基于最小正李雅普诺夫指数的有限尺寸标度分析。我们证明了同样的缩放也适用于更高的李雅普诺夫指数。这种缩放支持电导分布的单参数缩放的假设。从所收集的准一维系统的数值数据直到系统尺寸24 x 24 x无穷大,我们发现临界无序16.50 < Wc < 16.53和临界指数1.50 <v < 1.54。讨论了尺度效应和无关尺度参数的作用。
1999-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Observation of non-Hermitian topological Anderson insulator in quantum dynamics
无序和非厄米性极大地影响了量子系统的拓扑和局域性质,从而产生了物质的有趣的量子态。最近提出的非厄米拓扑安德森绝缘体是无序、非厄米性和拓扑之间丰富相互作用的缩影,它承载了大量的奇异现象。本文利用无序光子量子行走的方法对非厄米拓扑Anderson绝缘体进行了实验模拟,并对其局域化和拓扑性质进行了表征。特别地,我们着重研究了由随机无序引起的安德森局域化与所有本征态向边界压缩的非厄米趋肤效应之间的竞争。这两种不同的本地化机制提示一个非单调的变化,在档案的李雅普诺夫指数,我们通过动态观测实验揭示。然后,我们探测无序引起的拓扑相变,并证明其双正交临界。我们的实验进一步推进了开放系统中合成拓扑的前沿。
2021-08-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Optical sensing with Anderson-localised light
我们表明,氮化硅光子晶体波导的制造缺陷可以被用作一种资源,有效地限制光在安德森局域制度,并增加功能的光子器件。我们的研究结果证明,无序诱导光的局部化可以用来实现在室温下工作的另一类高质量光学传感器。在折射率变化约为0.38时,我们测量到的光共振波长位移高达15.2nm,是0.15nm光谱线宽的100多倍。通过研究系统的光学性质的温度依赖性,我们报告的波长移位高达约2 nm,并增加了一个以上的因素2的腔谐振的品质因数,当从室温到低温。这样的设备可以允许同时感测局部污染物和温度变化,通过沿着单个光子晶体波导自发出现的数十个光学谐振来监测。我们的研究结果表明,安德森局域光在光子晶体的可扩展和有效的光学传感器在可见光和近红外波长范围内工作的潜力。
2017-10-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Quantum Oscillations in an Impurity-Band Anderson Insulator
本文证明含杂质带的 Anderson 绝缘体可产生 de Haas–van Alphen 量子振荡,并给出杂质能级随磁场振荡及其主导效应的条件。
2023-08-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Low-energy dynamical response of an Anderson insulator with local attraction
安德森绝缘体的低频动力学响应由所谓的莫特共振(Mott resonances)主导:能量接近但空间分离的状态对的杂化。研究了自旋费米子(电子)局域吸引模型中相互作用对Mott共振的影响。这个模型被认为表现出所谓的赝能隙:对低能单粒子激发的抑制。相应地,低能量动力响应也减小。然而,这种减少主要是数量上的。特别是,Mott公式的频率依赖的电导率保持其功能的渐近行为在低频率下,但与一个小的数值前因子。这个结果可以用电子对的莫特共振来解释,而不是单个电子。
2017-02-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Corner Multifractality for Reflex Angles and Conformal Invariance at 2D Anderson Metal-Insulator Transition with Spin-Orbit Scattering
研究了二维无序非相互作用电子自旋轨道散射系统中Anderson金属-绝缘体相变临界波函数的边界多重分形性质。我们用数值方法证明了在开角θ=3π/2的角点处的多重分形指数与直边界附近的多重分形指数以共形对称的方式直接相关。这一结果推广了我们以前关于θ< π到θ> π的角多重分形的数值结果,并进一步证明了临界点的共形不变性.我们还对A的对称关系的有效性提出了一个改进。D. Mirlin等人,物理修订信函\textbf{97}(2006)046803,用于拐角。
2008-03-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Anderson Insulators in Systems without Time-Reversal Symmetry
HgTe量子阱中拓扑Anderson绝缘体(TAI)的出现表明,当保持时间反转对称性(TRS)时,由螺旋边态贡献的重入$2e^2/h$量子化电导所表征的拓扑相变是由无序驱动的.在这里,我们表明,当TRS被打破,TAI的物理变得更加丰富。与传统的拓扑绝缘体不同,在没有外部磁场的情况下,传统的拓扑绝缘体在量子反常霍尔效应区域中仅支持单个量子化的%电导,或者在TAI中仅支持单个重入量子化的%电导,我们的模型表现出新颖的TAI分布,显示出以非零陈数为特征的新颖的TAI相,表明出现了多个手性边缘模式。调整无序或费米能量(在拓扑平凡和非平凡相),驱动这些不同的TAI相之间的跃迁,其特征在于从$0$到$e^2/h$和从$e^2/h$到$2e^2/h$的量子化电导的跳跃。基于玻恩近似的有效介质理论在参数空间中给出了不同TAI相的精确描述。
2016-06-10 cond-mat.mes-hall
Localization Length in Anderson Insulator with Kondo Impurities
在二维安德森绝缘体中,局域化长度$ξ$取决于磁性杂质对电子自旋的散射率$τ_s^{-1}$。对于交换的反铁磁符号,%常数,由于近藤相关性,时间$τ_s$是{ \em本身是$ξ$的函数}。我们证明,单一制度的本地化是不可能的,当磁性杂质的浓度,$n_{\tiny M}$,小于一个临界值,$n_c$。对于$n_{\tiny M}>n_c$,$ξ$对无因次电导$g$的依赖性是{ \em重入},在增加$g$时交叉到酉,并回到正交行为。近藤关联对弱{ \em parallel}磁场的敏感性导致巨平行磁电阻。
2003-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Experimental Observation of Higher-Order Topological Anderson Insulators
最近,人们提出了一类新的对称性保护的高阶拓扑绝缘体,并被证明具有低维边界态。然而,随着体相强无序的存在,晶体的对称性被破坏,相关的角态消失。众所周知,在拓扑平凡的绝缘体(即所谓的拓扑Anderson绝缘体)中加入足够多的无序,可以诱导出强边缘态和量子输运。问题是,紊乱是否也会导致高阶拓扑相。这是迄今为止还不知道的,因为无序和高阶拓扑相之间的相互作用与一阶拓扑系统完全不同。在这里,我们从理论上证明了在一个改进的Halfton模型中可以出现无序诱导的高阶拓扑角态和量子化分数角电荷。在实验中,我们使用电路构建了这种高阶拓扑安德森绝缘体的经典模拟,并通过电压测量观察了无序诱导的角态。我们的工作挑战了传统的观点,即无序是有害的高阶拓扑相,并提供了一个可行的平台,以研究无序和高阶拓扑相之间的相互作用。
2021-04-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological Anderson insulator phenomena
我们研究了无序诱导量子化电导的性质,即,HgTe/CdTe半导体量子阱中诱导的拓扑安德森绝缘体(TAI)现象。利用紧束缚哈密顿量,数值研究了几种不同体系中存在反常霍尔效应时的无序效应。研究发现,在考虑二次修正$k^2σ_z$且保持电子-空穴对称性的修正Dirac模型中,TAI现象同样存在.它也发生在石墨烯系统与次近邻耦合和交错的亚晶格势。二维带状和二维圆柱体的局部化长度之间的比较清楚地揭示了这种现象的拓扑性质。此外,通过对能或不能产生TAI现象的反常量子Hall系统中局域电流密度的分析,揭示了TAI现象的本质:体态被彻底杀死,只有健壮的边缘态在适度的无序中存活。当边缘态足够健壮,可以抵抗可以完全杀死体态的强无序时,TAI现象就会出现。
2011-09-12 cond-mat.mes-hall
Anomalous Non-Hermitian Topological Anderson Insulator
Shanghai Normal University(上海师范大学);MOE Key Laboratory of Advanced Micro-Structured Materials, School of Physics Science and Engineering, Tongji University(同济大学物理科学与技术学院教育部先进微结构材料重点实验室)
该研究通过设计对称性保持的非厄密特 disorder,在强 disorder 极限下揭示了异常拓扑安德森绝缘体的新型拓扑相,展示了非厄密特 disorder 在拓扑秩序中的独特作用。
2026-02-10 cond-mat.mes-hall