Quantum Hall conductance of two-terminal graphene devices
比较了量子霍尔体系中单层和双层石墨烯两端电导的测量和理论。我们检查功能的电导作为栅极电压的函数，允许单层，双层，和有间隙的样品进行区分，包括N形扭曲的量子霍尔高原和电导峰和谷的电荷中性点。一般良好的协议之间的测量和理论。差异的可能来源进行了讨论。
2008-10-20 cond-mat.mes-hall
Effects of scattering area shape on spin conductance in a four-terminal spin-Hall setup
研究了具有Rasbha自旋轨道耦合的弹道和准弹道二维电子系统的自旋电导。该系统具有四端子几何结构，在与引线的连接处具有圆角。发现在弹道系统中，由尖角到圆角，能量依赖的自旋电导从相对平坦的曲线变为一系列极小值和极大值的曲线。还发现，当通过修改终端角的圆度来改变终端区域的大小时，横向自旋电导中的最大值和最小值在能量上发生偏移。这种转变是由于更小（更大）的终端面积增加（减少）的能量。这些结果也被发现是相当稳定的准弹道系统。
2011-11-07 cond-mat.mes-hall
Conductance matrix of multi terminal semiconductor devices with edge channels
本文提出了一种确定具有边缘沟道的多端半导体结构电导矩阵的方法。这种方法似乎适用于普通的Landauer-uttiker形式主义的框架内的载流子输运分析的量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应的制度。所提出的方法证明主要考虑的贡献，探针电阻的矩阵电导元素的形成。最后，讨论了这种方法在开发新型模拟密码器件中的实际应用的可能性。
2014-04-24 cond-mat.mes-hall
Nonlocal conductance reveals helical superconductors
螺旋超导体形成一个二维的，时间反演不变的拓扑相，其特征在于由Kramers对马约拉纳边缘模式（螺旋马约拉纳模式）。现有的检测方案，以确定这一阶段依赖于自旋输运性质，这是很难测量，或在本地的电荷传输，这只允许部分识别。在这里，我们表明，螺旋马约拉纳模式的存在下，可以明确地揭示通过测量非本地电荷电导。聚焦于超导环，我们提出了两个实验，提供独特的和强大的签名来检测螺旋超导体相位。
2011-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Conductance through a helical state in an InSb nanowire
电子的运动和它的自旋一般是不耦合的。然而，在具有强自旋-轨道相互作用（SOI）的一维材料中，螺旋状态可以在有限的磁场下出现，其中相反自旋的电子将具有相反的动量。这种螺旋状态的存在有自旋过滤和库珀对分裂器设备的应用，是一个必不可少的成分，实现拓扑保护的量子计算使用马约拉纳零模式。在这里，我们报告的量子点接触（QPC）形成的锑化铟纳米线的磁场的函数的电导测量。在超过3 T的磁场下，$2e^2/h$平台显示出朝向$1e^2/h$的折返电导特征，其在包围$1e^2/h$平台之前宽度随磁场线性增加。旋转外部磁场平行或垂直于自旋轨道场，使我们能够清楚地将这种实验特征归因于SOI。我们将我们的观测结果与包含SOI的QPC模型进行了比较，并提取了~6.5meV的自旋轨道能量，这明显强于通过其他方法获得的SO能量。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall
Breakdown of helical edge state topologically protected conductance in time-reversal-breaking excitonic insulators
本文通过 Hartree-Fock 计算和量子输运模拟，揭示了 WTe₂ 中自旋螺旋序激子凝聚体导致的时间反演破缺如何使螺旋边缘态电导量子化失效，并解释了实验中电阻随边缘长度的标度行为。
2023-05-16 cond-mat.mes-hall
Three-terminal devices to examine single molecule conductance switching
我们报告的单分子晶体管器件的电子输运测量，将联吡啶-二硝基低聚亚苯基-亚乙炔基二硫醇（BPDN-DT），一个已知的分子表现出电导切换在其他测量配置。我们观察到滞后电导开关在8%的设备与可测量的电流，并发现，开关特性对栅极电压的依赖性是罕见的相比，其他单分子晶体管器件。这表明极化子的形成不太可能是这些器件中开关的原因。我们讨论这一点和替代开关机制。
2006-07-14 cond-mat.mes-hall
Disordered contacts can localize helical edge electrons
众所周知，螺旋形的量子自旋霍尔（QSH）边缘模式不受由于样品内的非磁性无序引起的反向散射的影响。因此，量子自旋霍尔边缘模式是非本地化的，并且即使在存在样品无序的情况下，也显示出消失的霍尔电阻以及量子化的2端、纵向和非本地电阻。然而，这不是接触障碍的情况。本文表明，当所有的接触是无序的N端量子自旋霍尔样品，然后通过这些螺旋QSH边缘模式的传输可以有一个显着的本地化校正。N端量子自旋霍尔样品中的所有电阻都偏离了忽略无序接触处获得的相位时导出的值，这种偏离称为量子局域化校正。在N端样品中，该校正项随接触无序度的增加而增加，但随接触数量的增加而减小。然而，非弹性散射的存在可以完全破坏量子局域化校正。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall
Investigating transverse Hall conductances using two-terminal setups
在本文中，我们提出了一种方法来数值研究横向霍尔电导使用一个双端设置。使用非线性传输的概念，我们发现，霍尔电压对模型参数的依赖关系可以从每个终端的注入率之间的差异进行调查。该方法适用于非平衡格林函数以及散射矩阵方法。我们通过研究吸附原子诱导的自旋轨道散射中心无序的石墨烯中的量子自旋霍尔效应来说明所提出的想法。我们使用两个不同的模型，有限差分实现的狄拉克哈密顿量和紧束缚哈密顿量结合散射矩阵的方法和非平衡格林函数的方法，分别。
2018-03-02 cond-mat.mes-hall
Multi-terminal Conductance at the Surface of a Weyl Semimetal
外尔半金属是一种新的具有无隙光谱的物质拓扑相。其最显著的特征之一是费米弧表面态的存在。在这里，我们报告原子模拟的直流电导和量子霍尔响应的最小外尔半金属。通过使用散射理论，我们表明，一个量子化的霍尔电导与非零的纵向电导出现相关的费米弧表面状态具有显着的鲁棒性，在系统中的高浓度的缺陷。此外，我们预测，一个板的Weyl半金属与破缺的时间反演对称性承担持续电流完全由系统的大小和晶格参数。
2018-03-08 cond-mat.mes-hall
Interplay of Rashba spin orbit coupling and disorder in the conductance properties of a four terminal junction device
本文报道了在二维Rashba自旋轨道耦合（RSOC）存在下无序四端器件的量子输运的理论研究。具体而言，我们计算的行为的纵向（电荷）电导，自旋霍尔电导和自旋霍尔电导波动的无序和Rashba自旋轨道相互作用的强度的函数，使用Landauer Buttiker形式主义通过格林函数技术。我们的数值计算表明，这两个电导减少无序。在较小的值的RSOC参数，纵向和自旋霍尔电导增加，而两者消失在强RSOC限制。自旋电流是更剧烈的无序和RSOC比其电荷对应物的影响。自旋霍尔电导涨落的值并不具有普遍性，它既取决于无序度，也取决于RSOC的强度。因此，自旋霍尔电导涨落与纵向电导涨落相比具有明显的特征。进一步的一个参数标度理论进行了研究，以评估过渡到金属政权的文献中所声称的，我们发现没有确认的RSOC诱导的金属状态的出现。
2015-12-24 cond-mat.mes-hall
Conductance of a helical edge liquid coupled to a magnetic impurity
在理想的二维量子自旋霍尔器件中，输运由具有相反自旋的电子的反向传播边缘态支配，给出了电导的普适值$2e^2/h$。我们研究了磁性杂质对电导的影响，磁性杂质可以将电子从一个边缘状态反向散射到另一个边缘状态。在各向同性近藤交换的情况下，我们发现，由这样的杂质引起的电导的校正消失在直流极限，而热导确实获得有限的校正由于自旋翻转背散射。
2011-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Evidence for Helical Nuclear Spin Order in GaAs Quantum Wires
我们提出了解理边过生长GaAs量子线的输运测量。在T > 10 K的高温下，第一种模式的电导率达到2 e^2/h。随着T的降低，电导逐渐降低到1 e^2/h，在T < 0.1 K时变得与T无关，而器件的冷却温度远低于0.1 K。在几种导线中可以看到这种行为，它与密度无关，并且不会被中等磁场B改变。电导减少了两倍，表明在没有B的情况下电子自旋简并度提高。我们的研究结果是一致的螺旋形核磁在Luttinger液体制度的理论预测。
2013-07-01 cond-mat.mes-hall
Sub-Gap Structure in the Conductance of a Three-Terminal Josephson Junction
研究了三端超导体（S）-正常金属（N）-超导体（S）约瑟夫森结。在一个T形的正常金属连接到三个超导水库的几何形状，新的子间隙结构出现在微分电阻的超导体化学势的特定组合。这些对应于设备内库珀对的相关运动，这些运动远高于无干扰能量，并且与由两个纠缠的库珀对形成的四重态的预测一致。一个简化的非平衡Keldysh格林函数计算支持这种解释。
2014-07-06 cond-mat.mes-hall
Two-terminal conductance fluctuations in the integer quantum Hall regime
受最近关于介观积分量子霍尔系统电导涨落的实验的启发，我们考虑了一个模型，在该模型中，库仑相互作用被纳入到通过单个鞍点的边态输运的图像中.在二维电子系统中的“经典”局域态的占据率的变化是由于电子之间的相互作用，当器件顶部的栅极电压变化时。局域态和鞍点之间的静电势引起鞍点势的波动，从而引起边缘态的透射概率的波动。这个简单的模型进行了数值研究，并与观察。
1999-07-12 cond-mat.mes-hall
Critical Behavior of Four-Terminal Conductance of Bilayer Graphene Domain Walls
在垂直电场中的双层石墨烯可以在反向场方向或层间堆叠的区域之间形成畴壁。沿着这些畴壁传播的无隙模式，虽然不是严格的拓扑结构，但具有有趣的物理性质，包括谷动量锁定。两个畴壁相交的结形成量子点接触的类似物。我们从理论上研究了这种结在夹断跃迁附近的临界行为，夹断跃迁由两类不同的非平凡量子临界点控制。对于强相互作用，结可以具有独特电荷和谷电导的相位。对于较弱的相互作用，低温电荷电导可以经历两种可能的量子相变，每个特征在于一个特定的临界指数和崩溃的通用标度函数，我们计算。
2015-08-05 cond-mat.mes-hall
Electrical probing of the spin conductance of mesoscopic cavities
研究了具有自旋-轨道耦合的三端介观腔中的自旋相关输运。专注于逆自旋霍尔效应，我们展示了如何注入一个纯自旋电流或极化电流从一个终端产生额外的电荷电流和/或电压的两个输出端。这允许从输出上的两个纯电测量中提取腔的自旋电导。我们使用随机矩阵理论表明，自旋电导的混沌弹道腔普遍波动约为零介观平均和介观自旋电荷电流转换器的实验实现描述。
2010-08-27 cond-mat.mes-hall
Three-terminal nonlocal conductance in Majorana nanowires: Distinguishing topological and trivial in realistic systems with disorder and inhomogeneous potential
我们开发了一个理论的三端非局域电导在马约拉纳纳米线中存在的超导体-半导体混合结构中存在的超导接近，自旋轨道耦合，塞曼分裂。解决的关键问题是，这种非局部电导是否可以决定性地区分平凡和拓扑马约拉纳的情况下，存在的化学势的不均匀性和随机杂质无序。我们计算了原始纳米线（良好的零偏压电导峰），纳米线中存在的量子点和不均匀的电位（坏的零偏压电导峰），以及纳米线中存在的大的无序（丑陋的零偏压电导峰）的局部电导以及非局部电导和热导。局部电导本身是无法区分的平凡状态的拓扑状态，因为零偏置电导峰是通用的存在下的无序和不均匀的潜力。的非局域电导，这在原则上是能够提供的散装间隙关闭和重新打开的信息在拓扑量子相变，被发现是太弱的幅度是特别有用的存在下的无序和不均匀的潜力。因此，我们专注于本地，非本地的电，热传导的组合是否可以分离的好，坏，和丑陋的零偏置电导峰在有限长度的导线的问题。我们的论文旨在为未来的实验提供指导，我们得出结论，所有三种测量的组合将是必要的拓扑马约拉纳零模式在纳米线的决定性演示-对应于只有一种测量的正信号很可能是假阳性所产生的混乱和不均匀的潜力。
2021-01-24 cond-mat.mes-hall
Floquet Spectrum and Two-Terminal Conductance of a Transition Metal Dichalcogenide Ribbon under a Circularly Polarized Laser Field
研究了单层过渡金属二硫属化物（TMDC）带在时间周期圆偏振激光场作用下的输运性质。首先，我们在Floquet理论的框架内计算了准能谱，并分析了Floquet体带隙的非平凡拓扑结构。后者揭示了在有限的样品中的体间隙内的手性边缘状态的存在下，在协议作为能量和激光场的振幅的函数的适当的绕组数的计算。分析了含时微扰对平衡边缘态的影响。最后，我们计算了双端电导，并讨论了上述效应对双端电导的影响，特别是，除了体电导的抑制和Floquet带隙处边缘输运的出现外，我们还发现左右传输系数之间的不对称性（在锯齿形情况下），导致泵浦效应。此外，我们发现当线性电导由平衡边缘态控制时，激光场可以导致线性电导的完全关闭。
2018-11-29 cond-mat.mes-hall
Backscattering in helical edge states from a magnetic impurity and Rashba disorder
量子自旋霍尔绝缘体的螺旋边缘状态的传输实验的特点是由一个弱的温度依赖的平均自由程的几微米和可重复的电导振荡，挑战提出的理论解释。我们考虑一个模型，其中边缘电子经历空间随机Rashba自旋轨道耦合，并耦合到自旋S >= 1/2的磁性杂质。在有限偏置稳态下，当S > 1/2时，我们发现了一个与温度相关的杂质感生电阻，这与实验结果一致。由于后向散射是弹性的，不同散射体之间的干涉可能解释电导波动。
2016-02-06 cond-mat.mes-hall
Selective Control of Conductance Modes in Multi-terminal Josephson Junctions
多终端约瑟夫森结的Andreev束缚态谱形成人工能带结构，该能带结构被预测在一定条件下具有可调拓扑相位。然而，多终端约瑟夫森结的终端之间的电导模式的数量必须是少数，为了使这个频谱是实验上可访问的。在这项工作中，我们采用量子点接触几何的三端约瑟夫森器件。我们展示了独立控制的电导模式之间的每对终端和访问的单模制度共存的超导耦合的存在。这些结果为实现多终端约瑟夫森结中可调谐Andreev束缚态谱提供了一个完整的平台。
2022-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Inelastic electron backscattering in a generic helical edge channel
本文计算了无轴向自旋对称的一维螺旋液体的低温电导。这种对称性的缺乏允许单个电子的非弹性后向散射，伴随着另一个电子的前向散射。这种弱相互作用和潜在的杂质散射的联合效应导致与量子化电导$δG \propto T^4$的温度依赖性偏差。此外，$δG$对费米能级的位置敏感。我们确定数值参数进入我们的通用模型的Bernevig-Hughes-Zhang哈密顿的碲化镉量子阱中存在的Rashba自旋轨道耦合。
2012-05-04 cond-mat.mes-hall
The invisible Majorana bound state at the helical edge
在凝聚态系统中，马约拉纳束缚态的存在通常与电导测量中的零偏峰有关。在这里，我们分析一个系统，这个范式被违反。一个马约拉纳束缚态总是存在于一个量子自旋霍尔系统之间的界面，是磁隙和量子自旋霍尔系统之间的接近感生的s波超导间隙。然而，线性电导可以是零或非零，并根据势垒的能量和长度尺度进行量子化。这两个值之间的过渡让人想起在存在外加磁场的情况下，在近似自旋轨道耦合量子线中的拓扑相变。我们解释的行为的电导散射状态在零和非零能量。
2018-05-22 cond-mat.mes-hall
Spin-transport in multi-terminal normal metal - ferromagnet systems with non-collinear magnetizations
本文发展了一种考虑非共线自旋积累的正常金属-铁磁混合电子电路中的自旋输运理论。通过电阻元件的自旋输运由4个电导参数描述。这些电导的微观表达式中导出的散射矩阵和明确计算简单的模型。将电路理论应用于附着在铁磁储层上的二端和三端器件。
2001-05-22 cond-mat.mes-hall
Probing Spin Helical Surface States in Topological HgTe Nanowires
具有螺旋表面态的纳米线代表了观察和利用相位相干拓扑电导现象的关键先决条件，例如自旋动量锁定量子输运或拓扑超导性。我们证明了在一个联合的实验和理论研究，门控纳米线制造的高迁移率应变碲化汞，被称为散装拓扑绝缘体，确实保留了拓扑性质的表面状态，而且延伸相位相干整个线的几何形状。的相位相干长度被增强到5 $μ$ m时，调整到体间隙的电线，以便挑选出拓扑运输。纳米线表现出不同的电导振荡，作为由于轴向磁场的通量的函数，和栅极电压。观察到的$h/e$周期性Aharonov-Bohm型调制表明表面介导的准弹道输运。此外，深入分析所观察到的依赖于栅极的电导振荡的缩放揭示了这些表面状态的拓扑性质。为此，我们结合数值紧束缚计算的量子磁导与模拟的静电，占栅极诱导的不均匀的载流子密度周围的电线。我们发现，螺旋运输普遍存在，即使是强烈的非均匀门控和受磁通敏感的高角动量表面状态，围绕整个电线圆周延伸。
2017-12-11 cond-mat.mes-hall
On the accuracy of conductance quantization in spin-Hall insulators
与普通的量子霍尔效应相比，在典型的量子自旋霍尔实验中，弹道螺旋边缘通道的电阻是非零的、可加的和量子化程度低的。在这里，我们提出了一个简单的参数连接这个定性的差异与自旋弛豫的电流/电压引线在实验相关的多终端酒吧的几何形状。有限的引线电阻和自旋弛豫都有助于非零的四端边缘电阻，解释了差的量化质量。我们发现，在强自旋弛豫的极限四端和两端电阻的修正是相反的符号，使自旋弛豫电阻的测量是可行的，并估计在碲化汞量子阱的效果的大小。
2018-10-31 cond-mat.mes-hall
Transport through a double quantum dot with interdot repulsion
利用数值重整化群（NRG）方法研究了具有点间跳跃$t$、点内排斥$U$和点间排斥$U^{\prime}$的双量子点的输运.在半填充状态下，通过两个相移计算了双量子点连接到两个具有杂化强度$Γ$的非相互作用引线上的准粒子的二端串联和四端并联结构的电导.对于小的$t/Γ$和$U^{\prime}/U$值，在两端串联配置的电导被抑制到几乎为零。在此区域，四端并联结构的电导出现平台，几乎达到两种导电模式的统一极限值$4e^{2}/h$。对于较大的$t/Γ$或$U^{\prime}/U$值，两个电导都被抑制到几乎为零。在双量子点中，只有在电子组态的交叉区附近，二端串联组态的电导才几乎达到幺正极限值$2e^{2}/h$。通过局域电荷的行为和一些热力学量，讨论了输运与电子组态的关系。
2008-11-27 cond-mat.mes-hall
Conductance oscillations at the interface between a superconductor and the helical edge channel in a narrow HgTe quantum well
实验研究了带反转二维电子系统边缘与超导体界面的电子输运。该界面是作为一个隧道NbN侧接触到一个狭窄的8~nm碲化汞量子阱。它展示了超导能隙内具有有限电导的典型Andreev行为。令人惊讶的是，电导是由一些等距振荡调制。这种振荡只出现在超导能隙内和最低温度1~K以下。振荡在垂直于二维电子系统平面的磁场中完全消失。相反，振荡的周期仅受最高的，高达14 T的，面内取向的磁场的微弱影响。我们解释这种行为的干涉振荡的螺旋一维边缘通道由于接近超导体。
2015-02-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Absence of Perfect Conductance Quantization of Helical-edge Transport in Graphene under a Strong, Tilted Magnetic Field
在最近的实验中，Young等人[Nature { \bf 505}，528（2014）]观察到金属到绝缘体的转变以及在强倾斜磁场下通过单层石墨烯中的螺旋边缘态的传输。在这样的条件下，块体是磁绝缘体，其可以通过螺旋边缘表现出金属导电性。有人发现，两端电导的螺旋通道偏离预期的量子化值在低温下（$=e^2/h$每边，在零温度）。基于这一观察，我们研究了无序对边缘通道传导的影响。我们表明，与半导体量子阱的情况不同，无序Rashba自旋轨道耦合不会导致背散射，至少导致领先秩序。相反，我们发现缺乏完美的反对齐的螺旋通道中的电子自旋是最有可能的源产生的标量（即自旋无关）杂质的背散射。内在的自旋-轨道耦合和其他时间反演对称性破缺和/或亚晶格宇称破缺电位也导致对沟道电导的（子引导）校正。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electron Transport along Screw Dislocations in a Strong Topological Insulator
本研究通过计算两端电导，证实了强拓扑绝缘体中螺旋位错诱导的螺旋模式可作为连接顶底表面的一维导电通道，并在特定情况下其贡献超过表面态。
2024-05-27 cond-mat.mes-hall
Observation of a Helical Luttinger-Liquid in InAs/GaSb Quantum Spin Hall Edges
本文报道了在InAs/GaSb量子自旋霍尔绝缘体边缘观察到的螺旋状Luttinger液体，它在低温和低偏压下表现出电导的特征抑制。此外，电导表现出幂律行为作为温度和偏置电压的函数。结果表明，在InAs/GaSb边缘态的输运过程中存在着强烈的电子-电子相互作用效应.由于边缘模的费米速度是由门控制的，因此可以对Luttinger参数进行微调。可调Luttinger液体的实现提供了一个一维模型系统，为未来的预测相关效应的研究。
2015-08-25 cond-mat.mes-hall
Electron transport in a two-terminal Aharonov-Bohm ring with impurities
研究了具有少量短程散射体的两端Aharonov-Bohm环中的电子输运。利用零程势理论，得到了电导与电子费米能和磁通量的解析关系式。研究了电导与散射体位置的关系。我们发现电导在一定的能量下表现出不对称的Fano共振。研究了Fano共振态与磁场和杂质位置的关系。发现在一定条件下，Fano共振发生崩塌，连续谱中出现离散能级。得到了与离散能级对应的波函数的显式表达式。
2009-12-05 cond-mat.mes-hall
Spin polarised scanning tunneling probe for helical Luttinger liquids
我们提出了一个三终端自旋极化STM设置探测的螺旋性质的Luttinger液体边缘状态，出现在量子自旋霍尔系统。我们发现三端隧穿电导强烈依赖于尖端磁化方向与边缘电子自旋的局部取向之间的夹角（$θ$），而两端电导与此夹角无关.我们证明，手性注入到螺旋Luttinger液体的电子（发生时，$θ$是零或$π$）是与除了其电荷的分馏注入电子的自旋的分馏。我们还指出了自旋分馏引起的自旋电流放大效应。
2011-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spin conductances and magnetization production in chiral molecular junctions
受手性诱导自旋选择性启发，本文提出一个最小模型解析计算螺旋分子的电荷与自旋电导，发现左右导线自旋电流大小相等符号相反，并预测可通过测量准静态自旋积累直接提取自旋电导。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall
Non-equilibrium conductance of a three-terminal quantum dot in the Kondo regime: Perturbative Renormalization Group
最近的实验的动机，我们认为在近藤制度，这是耦合到三个引线在大的偏置电压的存在下，单电子晶体管。这样的稳态非平衡系统在很大程度上由通过点的电流引起的退相干速率控制。由于二端电导对退相干率不敏感，我们利用微扰重整化群研究了三端器件的电导，并计算了近藤共振的特征分裂.在耦合到三个引线中的潜在偏置和各向异性之间的相互作用决定了退相干速率和强耦合的条件。
2005-09-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signatures of interaction-induced helical gaps in nanowire quantum point contacts
在具有强自旋轨道耦合（SOC）的半导体器件中实现自旋-动量锁定是纳米自旋电子学的基本目标，也是形成Majorana束缚态的重要前提。这样的螺旋状态预测在一维（1D）纳米线受到强大的Rashba SOC和自旋混合，其标志是一个特征重入行为的电导。在这里，我们报告的第一个直接实验观察的重入电导功能，这揭示了螺旋液体的形成，在最低的一维子带的InAs纳米线。令人惊讶的是，在没有磁场的情况下，该特征也非常突出。这种行为表明，交换相互作用对我们设备中的传输具有重大影响。我们把赝能隙的打开归因于自旋翻转的两粒子背散射。理想螺旋输运的全电起源对拓扑量子计算具有重要意义。
2017-01-29 cond-mat.mes-hall
Topological field-effect transistor with quantized ON/OFF conductance of helical/chiral dislocation states
本研究提出一种基于三维拓扑绝缘体螺位错态的新型拓扑场效应晶体管，通过局域磁场调控实现开/关态均为量子化电导的可逆切换，并验证BaBiO₃为候选材料，为高保真拓扑量子器件提供新思路。
2022-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conductance of discrete bifurcated waveguides as three terminal junctions
本文以三端Landauer-Buttiker结为例，给出了标量波在某些分叉离散波导中传播时基于传输矩阵的电导表达式。据发现，形成一个尖锐的角落，作为一个控制器的“泄漏”通量的解释，可以通过操纵通道的数量和类型的横向限制的分叉分支的终端之间的电导进行调谐。工程和科学中的自然应用出现在涉及弹性波、声子波或电子波的纳米级传输的背景下。特别是，该文件包括温度相关的热导率的讨论，假设只有面外声子的贡献，以及一些图形说明。
2018-08-08 cond-mat.mes-hall math-ph math.MP
Universal conductance dips and fractional excitations in a two-subband quantum wire
我们从理论上研究了在螺旋磁场存在下，最低两个子带被填充的准一维量子线。我们揭示了一个涉及螺旋磁场和电子之间的库仑相互作用的背散射机制。这些成分的组合导致散射共振和部分间隙，从而在某些电子密度下引起非标准平台和电导下降。这些倾角的位置和值与材料参数无关，作为该机制的直接传输特征。我们的理论适用于一般的准一维系统，包括近藤晶格和量子线受到内在或外在的自旋轨道耦合。观察普遍的电导下降将确定一个强相关的费米子系统托管分数激发，类似于分数量子霍尔态。
2020-11-10 cond-mat.mes-hall
Fundamental limits to helical edge conductivity due to spin-phonon scattering
研究了二维拓扑绝缘体螺旋边缘态的电子-声子相互作用对电导的影响。我们表明，体声波声子引起的边缘变形修改的边缘状态的自旋纹理，并由此产生的自旋-声子耦合导致非弹性背散射，使运输扩散。使用半经典玻尔兹曼方程，我们计算的电导率，并表明它具有金属布洛赫-格吕奈森定律。在主体材料的德拜温度量级的温度下，自旋-声子散射因此显著降低边缘态的电导率。输运仅在足够短的边缘保持弹道，在这种情况下，对量子化电导的校正在低温下以$δG \propto T^5$的形式消失。耦合强度仅依赖于螺旋自旋织构沿变形边缘的平行传输，由主体材料的密度和声速决定。我们的研究结果施加的螺旋边缘通道的有限温度电导率的基本限制。
2018-06-14 cond-mat.mes-hall
Conductance-matrix symmetries of a three-terminal hybrid device
我们提出了一个三端超导半导体混合器件的电导矩阵测量由两个正常的引线和一个超导引线。使用的电导的对称分解，我们发现，反对称成分的本地和非本地电导匹配的能量低于超导能隙，与预期的基础上的非相互作用的散射矩阵的方法。此外，Andreev束缚态的本地电荷字符提取的diely-decomposed电导数据，并被发现是类似的两端的设备和可调的栅极电压。最后，我们测量的电导矩阵作为磁场的函数，并确定相关的分裂在低能量的功能，演示如何电导矩阵测量可以补充传统的隧道探针测量在搜索马约拉纳零模式。
2019-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Suppression of ballistic helical transport by isotropic dynamical magnetic impurities
动态磁性杂质（MI）被认为是抑制二维拓扑绝缘体边缘弹道螺旋输运的可能来源。MI提供巡游螺旋电子的自旋翻转反向散射。如果MI和电子之间的交换相互作用是各向异性的，并且Kondo屏蔽不重要，则这样的背散射减小弹道电导。众所周知，各向同性的MI不抑制电子轴自旋对称系统中的螺旋输运。我们表明，如果这种对称性被打破，各向同性MI获得有效的各向异性和抑制螺旋电导。其独特的基本机制是电子的连续反向散射，这些电子在同一方向上传播，但具有不同的能量。对线性电导的相应修正由电子的允许相空间决定，并与温度成比例，即T^4。因此，它在低温下消失。这定性地区分由MI与诱导和裸各向异性的影响，后者是温度无关的。如果T小于所施加的偏压，即有限e V，则允许的相空间由偏压提供，微分电导的标度为（e V）^[4]。
2021-07-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Helical edge resistance introduced by charge puddles
研究了二维拓扑绝缘体掺杂产生的电子坑对其螺旋边电导的影响。单个熔池由隧道耦合到螺旋边缘的量子点模拟。它可能会导致显着的非弹性后向散射内的边缘，因为长的电子停留时间的点。我们发现由此产生的修正完美的边缘电导。推广到多个水坑，我们评估的螺旋边缘电阻对温度和掺杂水平的依赖性，并与最近的实验数据进行比较。
2013-03-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Spin filtering in all-electrical three-terminal interferometers
与双端器件不同，在双端器件中，时间反演不变的自旋-轨道相互作用不能单独地使自旋旋转，当电子从一个源库流入两个（或更多个）单独的漏库时，可以产生这样的极化。我们提出了两个例子的解析解。首先，我们证明了通过“钻石”干涉仪传输到两个漏的电子可以同时完全自旋极化沿不同的可调方向，即使当干涉仪的两个臂是不相同的。第二，我们证明了一个螺旋分子连接到多个漏极上，可以在通过它的电子中引起显著的自旋极化，即使当电子进入不同的漏极最终不相干地混合到一个吸收库中时，平均极化仍然保持非零。这可以解释最近的实验对某些螺旋手性分子的自旋选择性。
2017-02-18 cond-mat.mes-hall
Transport theory for electrical detection of the spin texture and spin-momentum locking of topological surface states
三维拓扑绝缘体的表面态呈现出自旋锁定于动量的螺旋自旋织构。然而，到目前为止，由于缺乏必要的自旋敏感测量，螺旋自旋织构的直接全电检测仍然难以捉摸。本文提出了一种利用自旋极化扫描隧道显微镜（STM）研究螺旋狄拉克电子自旋极化输运的一般理论。研究发现，与传统磁性材料不同，TI表面的隧穿电导中增加了一个由面内自旋织构决定的额外分量，这与自旋动量锁定有关.重要的是，这种额外的电导不寻常地依赖于磁化的STM尖端的空间方位角，这是从来没有在以前的STM理论进行。通过磁性掺杂打破TI表面的旋转对称性和时间反转，我们发现空间分辨电导的测量可以重建自旋织构的螺旋结构。此外，如果面内磁化纯粹由表面狄拉克电子的自旋轨道耦合引起，则可以提取SML角。我们的理论提供了一种替代的方法，而不是使用角分辨光电子能谱，电气识别TI表面上的螺旋自旋纹理。
2017-06-11 cond-mat.mes-hall
Magnetic adatoms in two and four terminal graphene nanoribbons: A comparison between their spin polarized transport
我们研究了在两端和四端石墨烯纳米带（GNR）中随机分布磁性吸附原子的电荷和自旋输运。在没有Rashba自旋-轨道相互作用（SOI）的情况下，磁性吸附原子的加入仅通过交换偏置产生自旋极化电导的$z$分量，而在存在Rashba SOI的情况下，能够产生所有三个（$x$、$y$和$z$）分量。这对可能的自旋电子学应用具有重要的影响。电荷电导在费米能为零附近表现出有趣的行为。在磁性吸附原子的存在下，熟悉的$2e^2/h$平台消失，从而将量子自旋霍尔绝缘相转变为普通绝缘体。局域电荷流和局域自旋流提供了系统电导特性的直观概念。我们发现，局域电荷电流与Rashba SOI无关，而局域自旋电流的三个分量对Rashba SOI敏感。此外，自旋极化电导的波动被发现是有用的量，因为它们显示出特定的趋势，即它们随着吸附原子密度的增加而增强。双端GNR器件似乎更适合于可能的自旋电子学应用。
2017-07-12 cond-mat.mes-hall
Helical Liquids in Semiconductors
一维螺旋液体可以出现在某些凝聚态系统的边界处。两个主要的例子是量子自旋霍尔绝缘体的边缘和三维二阶拓扑绝缘体的铰链。对于这些材料，在边界处的螺旋状态的存在作为其非平凡的电子体拓扑结构的签名。此外，这些边界状态本身也很有趣，作为一类新的强相关低维系统，具有有趣的潜在应用。在这里，我们回顾现有的结果在半导体中的螺旋液体。我们的重点是理论，虽然我们面对它与现有的实验。我们讨论了螺旋液体的各个方面，如它们的实现，拓扑保护和稳定性，或可能的实验表征。我们把重点放在这些国家的标志，是一个量子化的电导预测。由于到目前为止，达到一个良好的量化电导仍然具有挑战性的实验，审查的很大一部分是讨论各种背散射机制已被调用来解释这种差异。最后，我们包括相关的主题接近诱导拓扑超导螺旋状态，作为一个令人兴奋的应用拓扑量子计算与所得的马约拉纳束缚态。
2022-10-28 cond-mat.mes-hall
Manifestation of helical edge states as zero-bias magneto-tunneling-conductance peaks in non-centrosymmetric superconductors
当负螺旋度带$Δ_-$中的对振幅PA小于正螺旋度带$Δ_+$中的对振幅PA时，非中心对称超导体（NCSS）的混合自旋单重态和三重态中存在螺旋边态，即，当三重态组分中的PA大于单重态组分中的PA时。我们用数值方法确定这些边缘态的能量作为$γ= Δ_-/Δ_+$的函数。这些边缘态的存在反映在从正常金属到NCSS的隧穿过程中，穿过偏置能量$eV$：（i）当偏置能量等于提供的可用准粒子边缘态能量$|eV| \lesssim Δ_-$时，遵循对称性$g_s(ϕ) =-g_s(-ϕ)$的角分辨自旋电导（SC）显示峰值。(ii)总SC，$G_s$，是零，但调制与$eV$有限磁场$H$。(iii)对于中度$H$，在有限$H$下，$G_s$和总电荷电导$G_c$的零偏压峰在有限$eV$下一分为二。(iv)在零偏压下，$G_c$和$G_s$随$H$增加，并在$|H|\sim γH_0$处显示峰值，其中$H_0$是特征场。
2009-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spin-orbit interactions in a helical Luttinger liquid with a Kondo impurity
研究了Rashba和Dresselhaus自旋轨道相互作用对耦合近藤杂质的螺旋Luttinger液体物理的联合作用。Rashba偶联可能在某些参数范围内破坏Kondo单线态形成[Phys.Rev.B86，161103（R）（2012）]。这种影响在这里示出为足够强的Dresselhaus相互作用消失。通过计算电导、电流和电流波动以及热导来研究系统的输运性质。
2013-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic moments in a helical edge can make weak correlations seem strong
研究了局域磁矩对螺旋边电导的影响。与局域磁矩的相互作用是边缘电子的一种有效的背散射机制。我们评估所得到的微分电导作为温度$T$和施加的偏压$V$的任何值的$V/T$的函数。反向散射的磁矩，结合边缘电子之间的弱排斥力的结果在幂律温度和电压依赖性的电导;相应的小的正指数是绝缘行为的指示。在窄禁带半导体中，由于电荷无序，局部矩可以自然地出现。我们的研究结果提供了一个替代的解释最近的实验由李等。\cite{Li15}的幂律抑制的电导归因于强电子排斥的边缘内，与Luttinger液体参数$K$微调接近$1/4$的值。
2016-12-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large zero bias peaks and dips in a four-terminal thin InAs-Al nanowire device
我们报道了一种四端设计的InAs-Al混合超导体-超导体纳米线器件的电子输运研究。与以前的工作相比，更薄的InAs纳米线（直径小于40 nm），预计将达到更少的子带制度。四端器件设计不包括电极接触电阻，这是一个未知值，不可避免地影响以前报道的器件电导。使用隧道光谱，我们发现大的零偏置峰（ZBP）的微分电导的顺序为$2e^2/h$。通过扫描不同的栅极电压和磁场来研究ZBP的演变，我们发现零偏置峰和零偏置谷之间的转变，而零偏置电导接近$2e^2/h$。我们讨论了一个拓扑平凡的解释，涉及无序，光滑的潜在变化和准马约拉纳零模式。
2021-07-17 cond-mat.mes-hall
Exact results for the Kondo screening cloud of two helical liquids
我们分析了自旋为1/2的磁性量子点与两个螺旋液体耦合的屏蔽。有趣的是，我们发现了两组性质不同的图卢兹点，即，非平凡的参数，我们可以解决两个通道Kondo模型准确。这使我们能够计算的温度和电压依赖的近藤屏蔽云，开发的振荡所施加的自旋电压$μ_s$。这样的自旋电压可以方便地施加在四端螺旋液体设置的电荷偏置。
2012-11-28 cond-mat.mes-hall
Hopping thermoelectric transport in finite systems: boundary effects
结果表明，对于跳跃制度，在有限的二端和三端系统的热势是由样本的边缘。这是由于传输电子和导电端子之间的能量转移由与该端子耦合最强的位置决定。一维系统的最近邻和可变范围的运输以及某些类型的二维系统，被认为是。对于一个给定的样品，热电势的变化，由于修改散装是相当有限的，与那些的电导。当存在小的热电势变化时，它们在大的介观样品系综上的平均值将消失。我们还得到了在这样的合奏的热电势的分布，并表明其宽度接近有限的限制，随着样本长度的增加。这与在这样的系统中的电导分布形成对比，其宽度在长样本极限中消失。最后，我们发现，在三端的情况下，导热有一个边界占主导地位的贡献，由于非绝热的传导路径。当通常的电导足够小时，这种贡献可以成为主导。我们所有的理论陈述都有数值计算的支持。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall
The differential conductance tunnel spectroscopy in an analytical solvable two-terminal Majorana device
本文研究了由非对称拓扑超导链耦合到两个引线的两端Majorana器件的非马尔可夫量子输运动力学。这种非对称超导链是解析可解的，可以通过半导体纳米线耦合到超导体的混合系统或通过一维横向场伊辛链来实现。在这种非对称超导链中，由于化学势的变化，基态发生了从拓扑Majorana束缚态到平凡Andreev束缚态的拓扑量子相变，而基态能量保持为零。我们求解了精确的瞬态输运电流和相应的微分电导。结果表明，左右Majorana零模之间的干涉对电导的拓扑相变有重要影响。它使边局域拓扑平凡态绝缘，电导为零，而非局域分布的拓扑非平凡态总是量子化电导为2e^2/h。这种与零偏压下零模微分电导拓扑相变相关的显著变化与引线结构和耦合强度无关。我们还研究了超导链的有限尺寸效应和零模和非零能量模之间的相干效应对这种两端Majorana器件的微分电导的影响。
2021-12-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
