Magnetization plateaus of SrCu_2(BO_3)_2 from a Chern-Simons theory
通过将反铁磁海森堡模型映射到带有一个统计通量量子的无自旋费米子上，研究了阻挫Shastry-Sutherland晶格上的反铁磁海森堡模型。使用平均场近似，这些费米子填充带的广义霍夫施塔特问题。它们的填充导致磁化曲线。对于SrCu_2（BO_3）_2，我们在1/3和1/4的饱和磁矩处重现了平台，并预测在1/2处有一个新的平台。高斯波动被证明是巨大的，在这些平台值。
2001-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Mapping Chern numbers in quasi-periodic interacting spin chains
准周期量子自旋链最近被发现在有限磁化扇区中支持许多拓扑相位。它们可以模拟任意维数的A类强拓扑相，其特征在于一阶和高阶陈数。在目前的工作中，我们使用这些研究结果来产生拓扑相位在有限的磁化强度密度进行第一陈数。考虑到自旋链的降维，这提供了一个独特的机会来研究体边界对应以及存在相互作用时陈数的稳定性和量子化。后者是重新制定使用环面行动的代数上的可观和它的量化和稳定性的数值模拟证实。讨论了陈氏值与观测到的边缘谱之间的关系。
2020-10-12 cond-mat.mes-hall
Chern insulator in a ferromagnetic two-dimensional electron system with Dresselhaus spin-orbit coupling
我们提出了一个二维电子系统中的陈绝缘体与Dresselhaus自旋轨道耦合，铁磁性，和自旋相关的有效质量。解析得到的拓扑相图显示了通过调整磁化方向引起的拓扑相变，其中陈数在$1,0,-1$之间变化。这里示出的磁化取向调谐是触发拓扑相变的比操纵在系统制造之后不再可调谐的交换耦合更实用的方式。理论分析结果得到了能带结构和输运计算的证实，表明了理论方案的可行性。在半导体工程技术先进成熟的今天，这种Chern绝缘体极有可能在实验上实现，并在拓扑自旋电子学中有着广阔的应用前景。
2019-09-20 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization in crystalline solids: Multi-band insulators, Chern insulators, and metals
我们导出了正常周期绝缘体中轨道磁化的多带公式（即，其中陈氏不变量，或在2d中陈氏数，消失）。在最近发展单带形式化[T. Thonhauser，D. Ceresoli，D. Vanderbilt和R. Resta，Phys. Rev. { \bf 95}，137205（2005）]，我们在Wannier表示中工作，发现磁化由两个贡献组成，一个明显的贡献与内部的块状Wannier函数的内循环有关，另一个意外的贡献来自表面附近Wannier函数携带的净电流。与单带情况不同，其中这些贡献中的每一个分别是规范不变的，在多带公式中，只有两项的\emph{sum}是规范不变的。我们的轨道磁化强度的最终表达式可以重写为布洛赫函数的体属性，使其易于在现代代码包中实现。的倒数空间表达式进行评估的2D模型系统和结果进行了验证，通过比较从散装有限样品的磁化计算。最后，虽然我们的正式证明是有限的正常绝缘体，我们也提出了一个启发式的扩展陈省身绝缘体（具有非零陈省身不变量）和金属。通过与从2D模型系统的块体中切割的有限样品的磁化强度进行比较，再次测试了这种扩展的有效性。我们发现很好的协议，从而提供了强有力的经验证据，有利于启发式公式的有效性。
2006-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Current Driven Magnetization Reversal in Orbital Chern Insulators
由于自发谷极化和拓扑非平凡谷投影带的共同影响，具有平坦莫尔带的石墨烯多层膜可以表现出量子化的反常霍尔效应.这些陈氏绝缘体中的霍尔效应的符号可以通过施加外部磁场或通过驱动传输电流通过系统来反转。我们提出了一种电流驱动的机制，使反转发生在（电流$I$，磁场$B$）控制参数空间中的直线上，斜率为$dI/dB = (e/h)\, M A_{M} \, (1-γ^2)/γ$，其中$M$是磁化强度，$A_M$是莫尔晶胞面积，$γ<1$是沿畴壁谷之间的化学电势差与电偏压$eV$的比值。
2020-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization and Chern number in a supercell framework: Single k-point formula
计算晶体系统轨道磁化强度的关键公式是最近发现的[D。Ceresoli，T. Thonhauser，D.范德比尔特河Resta，Phys. Rev. B { \bf 74}，024408（2006）]：它是根据布里渊区积分给出的，该积分在倒数空间网格上离散化以用于数值实现。我们发现这里的单${\bf k}$ -点的限制，有用的足够大的超晶胞，特别是在框架的Car-Parrinello模拟非晶态系统。我们验证我们的公式上的测试情况下的晶体系统，其中的超级细胞被选为一个大的倍数的基本细胞。我们还表明，-有点违反直觉-甚至陈数（在2D）可以使用一个单一的哈密顿对角化进行评估。
2007-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unified framework of the microscopic Landau-Lifshitz-Gilbert equation and its application to Skyrmion dynamics
本文基于非平衡格林函数建立微观LLG方程的统一框架，涵盖多种极限情形，并应用于量子参数泵浦驱动的斯格明子动力学模拟。
2023-10-13 cond-mat.mes-hall
Magnetoelectric polarizability: A microscopic perspective
我们扩展了一个场论方法的电子电荷电流密度响应的晶体系统的调查任意施加的电磁场。该方法导致引入微观极化和磁化场，以及自由电荷和电流密度，其动力学描述的格点规范理论。这些量的空间平均值构成宏观电动力学的场。我们实现这一形式主义研究一类绝缘体的轨道电子响应施加均匀直流电和磁场在零温度。到一阶，在所施加的领域，自由电荷和电流密度消失，因此系统的响应的特点是由一阶修改的微观极化和磁化场。与微观极化（磁化）场的偶极矩相关联的是宏观极化（磁化），为此我们提取了各种响应张量。我们着重研究了轨道磁电极化率张量，并从“现代极化和磁化理论”中找到了公认的表达式。“由于我们的结果是基于微观场的空间平均值，因此我们可以从微观理论的角度确定对OMP张量的不同贡献，并且我们建立了可以扩展到有限频率的一般框架。
2020-07-23 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory of Current-Spin Interaction in Ferromagnets
基于微观模型计算，对导电铁磁体中磁化动力学与电流的相互作用进行了理论研究。首先，磁化动力学（自旋扭矩）的电流的影响进行了研究，特别注意的“耗散”扭矩所产生的自旋弛豫过程的传导电子。接下来，给出了“自旋动力”的分析，即，由于磁化动力学，这是对自旋扭矩的反应，自旋相关的“电压”的产生。最后，提出了一个统一的描述这些影响的尝试。
2009-12-09 cond-mat.mes-hall
Chern-Simons Theory for Magnetization Plateaus of Frustrated $J_1$-$J_2$ Heisenberg model
在均匀平均场近似下，利用Chern-Simons理论研究了二维自旋为1/2的$J_1$ - $J_2$ Heisenberg模型的磁化曲线.我们发现$J_2/J_1 < 0.267949$的磁化曲线是单调增加的，在零外场下系统处于反铁磁Néel相.对于较大比例的$J_2/J_1$，磁化曲线中将出现各种平台。特别是，在无序相，我们的结果支持存在的$M/M_{\rm sat}=1/2$高原，并预测一个新的高原在$M/M_{\rm sat}=1/3$。通过确定零场中Néel相和自旋无序相之间边界的1/2平台出现的起始比$J_2/J_1$，我们可以通过这种平均场计算精确地确定该相边界。验证这些有趣的结果将表明受抑反铁磁系统和量子霍尔系统之间的强联系。
2002-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
The current magnetization hypothesis as a microscopic theory of the Ørsted magnetic field induction
传导电流的导线将产生圆形磁场（奥斯特磁场），其可以使用麦克斯韦-安培方程来计算。对于具有宏观尺度的直径的导线，麦克斯韦-安培方程是一个既定的物理定律，可以再现一系列实验观察结果。这个方程的一个关键含义是，奥斯特磁场的感应只是电荷位移的结果。在[J. Mag. Mag. Mat. 504，166660（2020）]（将被称为当前磁化假设（CMH））。目前的工作建立计算，使用简化的线模型，CMH再现的麦克斯韦-安培方程的结果，一个正方形的截面的电线。我证明CMH可以解决观察到的感应磁场与纳米线中Maxwell-Ampere方程预测的感应磁场之间的明显矛盾，如[Phys. Rev. B 99，014436（2019）]中所报道的。CMH表明，这种矛盾的一个可能的原因是在导体中的非导电表面层的存在。
2021-09-17 cond-mat.mes-hall
Optical control of topological memory based on orbital magnetization
在适当的条件下，一些扭曲的石墨烯多层膜和过渡金属二硫属化合物成为陈氏绝缘体，表现出反常的量子霍尔效应和自发谷极化引起的轨道磁化。研究了陈氏绝缘体与圆偏振光的相互作用。相互作用能包含耦合到入射光的螺旋度的反对称项。对于一个双带的陈氏绝缘体，这一项被表示为一个积分，涉及系统的Berry曲率。利用这种相互作用，我们提出了一个实验方案的基础上轨道磁化的圆偏振光的拓扑存储器的开关。此外，相反的圆偏振的两个激光束可以成核相反磁化的域，从而产生携带拓扑保护的手性边缘模式的光学可配置的域壁。
2022-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Linear response of a Chern insulator to finite-frequency electric fields
本文解析推导了Chern绝缘体对有限频率电场的线性响应，发现额外拓扑项编码量子反常霍尔效应，并推广至空间非均匀电磁场。
2025-01-25 cond-mat.mes-hall
Magnetization-Induced Phase Transitions on the surface of 3D Topological Insulators
本文用真实晶格模型研究三维拓扑绝缘体表面磁化诱导的相变，揭示表面陈数的级联突变及可观测的磁电、霍尔响应，并给出依赖$Z_4$拓扑数的相图。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
Microscopic Theory for the Markovian Decay of Magnetization Fluctuations in Nanomagnets
我们提出了一个微观理论的声子驱动的衰减的磁化强度波动在一个广泛的类的纳米磁体，其中的主导能量是由各向同性交换和/或单轴各向异性。基于Zwanzig-Mori投影形式主义，该理论揭示了磁化涨落由一个单一的衰减率$ω_c$，我们进一步确定与相关的自能的零频率部分。从剩余的慢自由度的动态解耦归因于守恒定律和能谱的离散性，并解释了几十年来无所不在的单指数衰减的磁化强度，如实验所观察到的。一个物理上透明的解析表达式$ω_c$的推导，突出了三个具体的机制，迄今为止已知的纳米磁体的减速效果。
2007-10-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Imaging orbital ferromagnetism in a moiré Chern insulator
莫尔平带系统中的电子可以自发地打破时间反演对称性，从而产生量子化的反常霍尔效应。在这里，我们使用超导量子干涉设备的图像杂散磁场在一个这样的系统组成的扭曲双层石墨烯对齐六方氮化硼。我们发现每个载流子有几个玻尔磁子的磁化，这表明磁性在本质上主要是轨道的。我们的测量揭示了一个很大的变化，在磁化的化学势扫过量子反常霍尔间隙符合预期贡献的手性边缘状态的轨道陈氏绝缘体的磁化。映射的空间演化的场驱动的磁反转，我们发现了一系列的可重复的微米级域的边界主机手征边缘状态。
2020-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital magnetization of Floquet topological systems
本文导出了Floquet系统轨道磁化强度的一般表达式。该表达式适用于一个干净的系统，并且适用于任何驱动协议和任意占用的频带。的轨道磁化被证明是大的，不仅为陈省身绝缘体，但也为异常相位的陈省身数不完全占的拓扑结构。此外，轨道磁化被示出采取显着的值都为一个热平衡占领的Floquet带，并从初始状态与零轨道磁化的量子淬火所确定的职业。对于后者的情况下，轨道磁化被证明是高度敏感的Floquet带的范霍夫奇点。
2022-05-19 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic polarization and magnetization fields in extended systems
我们引入微观极化和磁化场在每个网站的扩展系统，以及自由电荷和电流密度场与电荷运动从网站到网站，通过采用晶格规范方法的基础上一组正交轨道与每个网站。这些微观领域的定义使用单粒子电子格林函数，并在任意频率的电磁场的激励下，其演化方程涉及的电场和磁场，而不是标量和矢量势。如果这些位置彼此相距很远，我们就恢复了孤立原子的极限。对于一个无限的晶体，我们选择的轨道是最大本地化的Wannier函数，并在长波长的限制，我们恢复预期的线性响应的绝缘体，包括零频率的横向电导率的拓扑非平凡绝缘体。对于拓扑平凡的绝缘体，我们恢复了预期的表达式的宏观极化和磁化的基态，并发现在任意频率的激励的线性响应是唯一的微观极化和磁化场。对于非常一般的光学响应计算的微观领域必须满足电荷守恒，即使在基础截断，并不遭受在零频率的假发散，可以困扰响应计算使用其他方法。
2019-06-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magnetization-tuned topological quantum phase transition in MnBi2Te4 devices
近年来，内禀磁性拓扑绝缘体MnBi 2 Te 4由于在实现量子反常霍尔效应（QAHE）、轴子绝缘体态、高Chern数高温Chern绝缘体态等奇异拓扑量子态方面的巨大成功，引起了人们极大的研究兴趣。该领域的一个关键问题是有效地操纵这些状态并控制拓扑相变。在这里，通过系统的角度相关的输运测量，我们揭示了一个磁化调谐的拓扑量子相变从陈绝缘体的磁性绝缘体与带隙的狄拉克表面态的MnBi 2 Te 4设备。具体地，当磁场远离面外方向倾斜大约40-60度时，霍尔电阻偏离量化值，并且检测到巨大的各向异性磁阻。基于修正的Landauer-Buttiker理论的理论分析表明，场倾斜驱动的铁磁态到倾斜反铁磁态的转变在MnBi 2 Te 4器件中引起了从Chern绝缘体到具有带隙Dirac表面态的磁绝缘体的拓扑量子相变.我们的工作为拓扑量子态和拓扑量子相变的调制提供了一种有效的手段。
2021-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern-Simons Theory of Fractional Quantum Hall Effect in (Pseudo) Massless Dirac Electrons
通过统计规范变换，我们从相互作用的二维（伪）狄拉克电子的微观哈密顿量导出了有效场论。量子化霍尔电导为$σ_{xy}=\frac{e^2}{h}(2k-1)$，其中$k$为任意整数。也有拓扑激发具有分数电荷和服从分数统计。
2011-09-01 cond-mat.mes-hall
Voltage-Controlled Magnetic Reversal in Orbital Chern Insulators
Chern绝缘体铁磁体的特征在于量子化的反常霍尔效应，并且迄今为止已经在磁性掺杂的拓扑绝缘体（MTI）薄膜和双层石墨烯莫尔{é}超晶格中被实验确定。我们将陈省身绝缘体铁磁体分类为自旋或轨道，这取决于轨道磁化是否来自自发自旋极化结合自旋轨道相互作用，如MTI情况下，或直接来自自发轨道电流，如莫尔{é}超晶格情况。我们认为，在一个给定的磁性状态，其特征在于，例如由异常霍尔效应的符号，轨道陈氏绝缘体的磁化强度往往会有相反的符号为弱$n$和弱$p$静电或化学掺杂。该性质使得能够在存在固定磁场的情况下实现磁状态的纯电切换。
2020-12-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital Magnetization as a Local Property
极化$¶$和轨道磁化$\M$的现代表达式是$\k$ -空间积分。但是一个真正的整体性质也应该在$\r$空间中表达，作为基态密度矩阵的明确函数，在绝缘体中是“近视的”，与边界条件无关-周期性的或开放的。虽然$¶$ --由于其“量子”不确定性--是{ \it不是}这种意义上的整体属性，但$\M$是。我们提供了它的$\r$ -空间表达式的任何绝缘体，即使非零陈不变量。对一个模型哈密顿量的模拟验证了我们的理论。
2013-01-26 cond-mat.mes-hall
Microscopic Calculation of Spin Torques and Forces
自旋力矩，即传导电子对磁化动力学的影响，在微观上计算在一阶空间梯度和磁化的时间导数。特别注意的是所谓的β项和吉尔伯特阻尼，α，在电子的自旋弛豫过程的存在下，这是由淬灭的磁性杂质建模。两种类型的力，电/自旋电流施加在磁化的基础上确定的一般公式有关的力的扭矩。
2006-11-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of electrically induced spin torques in magnetic Weyl semimetals
从理论上研究了外尔半金属的磁化电响应。Weyl半金属是一类新的拓扑半金属，在动量空间中具有Hedgehog型自旋织构。由于这种特殊的自旋织构，电子输运和自旋动力学的相互作用可能为磁化的电控制提供新的方法。本文以磁性掺杂的Weyl半金属为研究对象，系统地研究了三维Dirac-Weyl金属中电流和电荷引起的自旋力矩对局域磁化强度的影响。我们确定所有电流引起的自旋力矩，包括自旋轨道力矩，自旋转移力矩，和所谓的$β$ -长期，到第一阶相对于空间和时间的推导和电流。我们发现自旋转移矩和$β$项不存在，而自旋轨道矩与轴向电流密度成正比。我们还计算了微观上的电荷诱导自旋力矩。我们发现电荷诱导自旋力矩来源于模型中自旋算符和轴电流算符之间的对应所导致的手征反常。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall
Quantum Theory of Orbital Magnetization and its Generalization to Interacting Systems
基于标准微扰理论，我们给出了周期系统轨道磁化强度公式的全量子推导。这种推导对于有或没有陈数的绝缘体、零温度或有限温度下的金属、弱磁场和强磁场都是有效的。该公式被证明是有效的，在电子-电子相互作用的存在下，提供的单电子能量和波函数计算自洽的框架内的精确电流和自旋密度泛函理论。
2007-09-21 cond-mat.mes-hall
Geometric orbital magnetization in adiabatic processes
考虑带隙多体无自旋电子的周期绝热过程。我们发现了一个额外的贡献，由于绝热时间演化的轨道磁化，被称为\textit{geometric}轨道磁化，它可以表示为相对于外部磁场的多体贝瑞相位的衍生物。对于二维带绝缘体，我们表明，几何轨道磁化一般由两部分组成，拓扑部分表示为$(t,k_x,k_y)$空间中的第三Chern-Simons形式，和非拓扑部分，它取决于布洛赫状态和能量的占用和未占用的带。
2019-08-09 cond-mat.mes-hall
Adiabatically Induced Orbital Magnetization
本文提出了布洛赫电子态绝热演化引起的轨道磁化强度的半经典理论。通过揭示这两种现象是感生磁化是规范不变的唯一实例，给出了绝缘体中的自旋演化泵浦轨道磁化和轨道磁电响应的统一理论。该理论也解释了二维金属和陈氏绝缘体中电场诱导的内禀轨道磁化。我们说明了微观局部旋转的原子，这对应于声子模式的角动量，在基于蜂窝晶格的玩具模型泵的轨道磁化，结果是可比的泵自旋磁化通过强Rashba自旋轨道耦合。我们还显示了至关重要的作用，轨道磁电验证莫特关系之间的固有非线性异常霍尔和Ettingshausen效应。
2021-01-03 cond-mat.mes-hall
Floquet topological systems with flat bands: Edge modes, Berry curvature, and Orbital magnetization
结果Floquet系统在两个空间维度的Floquet驱动打破了有效的时间反演对称性。驱动协议还诱导对应于异常Floquet相位的平坦带，其中陈数为零，但手性边缘模式存在。边缘模式，Berry曲率，和轨道磁化的解析表达式推导出的平带。结果还提出了静态Haldham模型的参数时，频带是平坦的。Floquet驱动相同的模型示出引起陈绝缘体以及异常Floquet相位。这些不同的拓扑相位的轨道磁化强度，并发现在半填充的破缺的粒子-空穴对称性的Halflit模型增强。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall quant-ph
Microscopic signatures of Chern number sign reversal in twisted bilayer WSe2
本研究首次通过实验验证了二维扭曲WSe2中陈数符号在特定扭曲角度下的反转现象，揭示了层-伪自旋极化与陈数符号反转的关系。
2025-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Numerical Study of Disorder on the Orbital Magnetization in Two Dimensions
现代轨道磁化理论是利用Wannier函数方法发展起来的，它具有与Berry相类似的形式。在这篇手稿中，我们进行了一个数值研究的命运OM无序，通过使用这种方法在二维Haldom模型，它可以调整之间的正常绝缘体或陈绝缘体在半填充。模拟了这两种情况下增加无序度对OM的影响。在弱无序区和拓扑平凡的情况下观察到能量重整化位移，这是由自洽T矩阵近似预测的。除此之外，还可以看到另外两个现象。一个是能带轨道磁化的局域化趋势。另一种是由非零的Chern数或大的积分Berry曲率引起的拓扑手征态的显著贡献。如果费米能固定在清洁系统的带隙中心，有一个增强的|M|在中间的无序，正常和陈绝缘体的情况下，这可以归因于在本地化之前的无序诱导的拓扑金属状态。
2020-07-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Conversion between electron spin and microscopic atomic rotation
从理论上研究了晶体中电子自旋与原子微观局域转动之间相互转换的微观机制。在具有角动量的声子模式中，原子围绕它们在晶体中的平衡位置微观地旋转。在一个简单的声子玩具模型中，我们利用绝热级数展开计算自旋期望值。我们证明了时均自旋磁化强度是由原子的微观局域旋转通过自旋轨道相互作用产生的。另一方面，在具有原子简单振动的系统中，由于时间反转对称性，时间平均自旋磁化强度变为零。此外，时间平均自旋磁化强度的大小取决于瞬时本征能差的倒数，我们表明，它变得更小的带绝缘体具有较大的间隙。
2020-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Quantum anomalous Hall effect in atomic crystal layers from in-plane magnetization
从理论上证明了在\textit{in-plane}磁化下，二维原子晶体层中保持反转对称性，但面外镜面反射对称性被破坏，可以实现量子反常霍尔效应（QAHE）.我们以蜂窝晶格为例，发现使系统满足对称性判据的低屈曲结构是诱发QAHE的关键。携带$\mathcal{C}=\pm1$的Chern数的拓扑非平凡体隙在鞍点$M$附近打开，其中带色散表现出强各向异性。我们进一步证明了在Bernal堆叠多层膜系统中可以实现具有电学可调Chern数的QAHE，并且施加层间电势差可以显著降低临界磁化强度，使QAHE在实验上可行。
2017-01-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic origin of orbital magnetization in chiral superconductors
University of Washington（华盛顿大学）；University of Kentucky（肯塔基大学）
研究揭示了chiral超导体中轨道磁化率的微观起源，通过统一正常态轨道磁化率与库珀对凝聚态的内在轨道矩，提出了新的理论框架。
2026-08-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetization Dynamics
磁性主要描述呈现磁化的系统的物理学和材料科学--表征电子角动量的宏观序参量。序参量与电子交换相互作用有关，这基本上是量子力学的。它的动态行为是连接宏观世界和微观世界的桥梁。在宏观长度和时间尺度上，它与麦克斯韦方程所指示的电磁场相互作用。在微观尺度上，它涉及自旋空间和动量空间中的量子力学电子态，从而产生了广泛的行为，延伸到飞秒。由于现代计量学的发展，已经有许多新的和值得注意的观察磁性相关的现象在整个范围内-从自旋扭矩引起的反阻尼动力学，超快激光诱导飞秒电子动力学，涉及自旋电流和角动量守恒。本文介绍了磁动力学的一些新观测结果，以及这些新观测结果所引起的科学问题。
2018-10-10 cond-mat.mes-hall
Microscopic Calculation of Spin Torques in Disordered Ferromagnets
传导电子对磁化动力学的影响，表示为自旋扭矩，微观计算在一阶空间梯度和磁化的时间导数。特别注意的是所谓的$β$ -长期和吉尔伯特阻尼，$α$，在电子的自旋弛豫过程中，这是由淬灭的磁性（和自旋轨道）杂质建模的存在。所得到的结果，如$α\ne β$持有本地以及巡回铁磁性。
2006-05-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Altermagnetism induced surface Chern insulator
本文提出将交变磁体与拓扑晶体绝缘体耦合实现量子化反常霍尔效应，通过第一性原理计算证明RuO2诱导SnTe表面7 meV能隙，为自旋电子学提供可调拓扑平台。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic magnetization distribution of Bloch lines in a uniaxial magnet
布洛赫线的形成是为了减少单轴磁体中布洛赫壁产生的静磁能。最近，有研究表明，在Sc替代的M型六角铁氧体（BaFe $_{12-x-0.05}$ Sc $_{x}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$）中，Bloch线在磁泡的出现和螺旋度反转中起着重要作用。虽然布洛赫线已经讨论了微磁学模拟的基础上，没有直接观察到的详细结构。在本研究中，我们研究了BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$单轴磁体中布洛赫线的微观结构。差示相差扫描透射显微镜（DPC-STEM）直接显示了BaFe $_{10.35}$ Sc $_{1.6}$ Mg $_{0.05}$ O $_{19}$的布洛赫线中布洛赫壁的边缘错位。从基于Monte-Carlo技术的微磁学模拟，我们表明，不对齐的布洛赫壁是由在六角铁氧体的偶极-偶极相互作用。我们的结果将有助于理解布洛赫线在纳米尺度上的微观结构。
2019-07-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Direct magnetic imaging of fractional Chern insulators in twisted MoTe$_2$ with a superconducting sensor
本研究利用纳米级超导传感器对转角双层MoTe₂进行直接磁成像，观测到零场下多个填充因子处的分数陈绝缘体态，测定了ν=-2/3态的热力学能隙并表征了样品无序特性，为关联拓扑态研究提供了新的探测手段。
2024-05-16 cond-mat.mes-hall
Chern insulators in two and three dimensions: A global perspective
University of Toronto（多伦多大学）
本文提出了一种第二种量化场理论，研究二维和三维陈绝缘体的拓扑不变量，并推导了新的全局定义的陈数和陈矢量表达式，同时探讨了其在光学频率下的响应特性。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall
Adiabatic Pumping of Orbital Magnetization by Spin Precession
本文提出自旋进动驱动的轨道磁化绝热泵浦机制，揭示小锥角下磁化正比于自旋与其时间导数叉积并贡献磁振子塞曼效应，大锥角下在反铁磁拓扑绝缘体中可达自然单位e/T，并进一步讨论非均匀磁化泵浦的无耗散电荷电流及边缘态边界贡献。
2025-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital magnetization of the electron gas on a two-dimensional kagome lattice under a perpendicular magnetic field
从理论上研究了在垂直磁场作用下二维kagome晶格上电子气的轨道磁化。晶格结构与磁场的相互作用在磁布里渊区产生了非平凡的$k$-空间陈不变量，从而对磁化强度产生了深刻的影响.我们表明，在磁化的贝里相位项给出了顺磁性的贡献，而由磁布洛赫带的磁响应所带来的常规项产生抗磁性的贡献。结果，这两个分量的叠加在改变电子填充因子时引起磁化曲线中的精细振荡结构。通过选择性地讨论在$f$ = 1/4、1/3和1/6的相称通量下的磁化强度及其两个分量，揭示了这种振荡行为与Hofstadter能谱之间的关系。特别是，我们揭示了作为一个典型的例子，在磁振荡的分形结构，通过调整周围的相称通量$f$ = 1/4。还讨论了有限温度对磁化强度的影响。
2010-01-29 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetization senses the topological phase transition in a spin-orbit coupled $α$-$T_3$ system
研究自旋轨道耦合 α-T₃ 系统在 α=0.5 处的拓扑相变，揭示轨道磁化及其谷、自旋分辨分量的斜率突变与陈数变化对应，并提出圆二色性实验信号。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall
Transdimensional Chern insulators in rhombohedral multilayer graphene superlattices
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Nanjing University（南京大学）；Liaoning Academy of Materials（辽宁省材料研究院）
该研究通过理论计算，在扭曲菱面多层石墨烯/hBN莫尔超晶格中提出并证实了跨维陈绝缘体态，揭示其性质及与密度波态的转变关系，还探讨了分数量子陈绝缘体的可能存在。
2026-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Electric polarization and magnetization in metals
本文提出基于指数局域化 Wannier 函数的微观电磁场定义，用于描述金属中的极化与磁化，并与现代磁化理论比较，揭示二者分歧及各自物理哲学。
2023-04-16 cond-mat.mes-hall
Another view on Gilbert damping in two-dimensional ferromagnets
对自旋-轨道驱动磁化动力学的技术影响的浓厚兴趣要求适当的理论描述，特别是在微观框架的背景下，要开发。事实上，磁化动力学到目前为止接近的朗道-Lifshitz-吉尔伯特方程的特点转矩磁化纯现象学的理由。特别地，自旋-轨道耦合不遵守自旋守恒，从而导致角动量转移到晶格和阻尼。这种机制是占吉尔伯特阻尼转矩，描述了弛豫的磁化平衡。在这项研究中，我们制定了一个微观Kubo-Stendereda公式的吉尔伯特阻尼张量的组件和应用阐述的形式主义的二维Rashba铁磁体在弱无序极限。我们表明，一个精确的解析表达式对应的吉尔伯特阻尼参数表现出线性依赖的散射率，并保持恒定值到室温时，没有振动的自由度存在于系统中。我们认为，本文中开发的方法可以安全地应用于非铁磁金属和铁磁金属制成的双层，例如，CoPt.
2018-11-21 cond-mat.mes-hall
In-plane magnetization orientation driven topological phase transition in OsCl$_3$ monolayer
该研究通过DFT计算和对称性分析，揭示了OsCl$_3$单层中面内磁化方向可调控Chern数，导致不同拓扑相变，Cl配体打破镜面对称性引入非平凡拓扑。
2024-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Orbital magnetization and its effect in antiferromagnets on the distorted fcc lattice
研究了扭曲面心立方晶格上反铁磁体的内禀轨道磁化强度。晶格畸变和自旋阻挫的结合导致了非平凡的$k$ -空间Chern不变量，从而对OM性质产生了深刻的影响。我们导出了OM与霍尔电导率之间的一个特定关系，根据这个关系，发现当电子化学势位于Mott隙中时，本征OM为零。本征OM在金属和绝缘区的不同行为示出。讨论了Berry相对热电输运的影响。
2007-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microscopic theory of spin-orbit torques and skyrmion dynamics
我们制定了一个通用的微观方法，在薄的铁磁/重金属双层膜的自旋轨道扭矩的线性响应电流或电场。我们发展的微观理论避免了自旋电流和自旋霍尔效应的概念。相反，扭矩直接与传导电子的局部自旋极化相关，这是从广义Kubo-Stencheda公式计算的。一个对称性分析提供了一个一对一的对应关系的极化磁化率张量分量和不同的扭矩项在Landau-Lifshitz-Gilbert方程的磁化动力学。由Rashba或Dresselhaus型自旋-轨道相互作用产生的自旋-轨道力矩具有不同的对称性。我们分析这些自旋轨道扭矩微观上的一个通用的电子模型中存在的任意光滑的磁性纹理。对于一个模型与自旋无关的障碍，我们发现一个主要的抵消扭矩。在这种情况下，唯一剩余的扭矩对应于磁化无关的Edelstein效应。此外，我们的结果被应用于分析的动力学下的电流作用下的Skyrmion。
2017-01-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Cubic 3D Chern photonic insulators with orientable large Chern vectors
时间约束对称性（TRS）破缺拓扑相提供了受拓扑保护的无间隙表面态，而不管附加的内部对称性、自旋或谷自由度。尽管2D拓扑相位的许多演示，但存在具有TRS断裂的3D拓扑系统的例子很少。在这篇文章中，我们设计了一个一般的策略来设计3D Chern绝缘（3D CI）立方光子晶体在弱TRS破坏环境中的定向和任意大的Chern矢量。该设计显示拓扑保护的手性和单向表面状态与不相交的等轴环。所得到的晶体呈现出以下新特性：第一，通过增加陈数，可以支持多个表面态通道。第二，Chern矢量可以沿着任何方向定向，简单地改变磁化轴，与2D相比，开辟了更大的3D CI/3D CI接口可能性。第三，通过降低TRS断开要求，该系统是磁响应弱的实际光子应用的理想选择。
2021-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unified Theory of Spin and Orbital Inverse Faraday Effects in Rashba Metals
Iowa State University（爱荷华州立大学）；Ames National Laboratory, U.S. Department of Energy（美国能源 Ames 国家实验室）
研究揭示了在具有拉索布拉自旋轨道耦合的二维电子系统中，反法拉第效应中自旋与轨道效应的相互作用，通过量子动力学方程和格林函数图示学分析，发现轨道磁化在非相互作用拉索布拉金属中被显著修改，可能与自旋磁化相当或更大。
2026-11-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Composite Fermion Theory of Fractional Chern Insulator Stability
University of Washington（华盛顿大学）；Boston College（波士顿学院）
该研究通过复合费米子理论分析分数Chern绝缘体的稳定性，结合实验数据验证了理论模型的准确性。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Microscopic Mechanism of Anyon Superconductivity Emerging from Fractional Chern Insulators
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）；Harvard University（哈佛大学）
该研究揭示了在分数陈绝缘体中，通过半子晶体相变产生任何子超导的微观机制，展示了强排斥相互作用下的超导性与拓扑序的关联。
2026-02-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferroelectric Altermagnetic Chern Insulator in magnetic field: electrical control of the Chern number
International Research Centre Magtop, Institute of Physics, Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理研究所磁顶国际研究中心）；Department of Physics, University of Guilan（吉兰大学物理系）
通过磁场、自旋倾斜和铁电轨道杂化解除Γ点简并，实现陈数的电场控制，在d波交变磁模型中构建铁电可调陈绝缘体。
2026-08-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Fractional Chern Insulators from the nth Root of Bandstructure
给出了分数阶陈氏绝缘体波函数的部分结构和有效场论。我们还分析了强耦合的格点规范理论，使我们能够可靠地映射到微观哈密顿部分子规范理论的扩展。我们表明，这种强耦合的扩展是有用的，因为一个特殊的层次结构的能量尺度分数量子霍尔物理。我们的程序说明使用Hofstadter模型，然后应用到玻色子在1/2填充和费米子在1/3填充最近研究的棋盘格点模型的数值。由于我们的构造提供了从微观模型到有效部分子描述的或多或少独特的映射，因此我们获得了与所观察到的分数陈氏绝缘体相同相位的波函数，而无需调整任何连续参数。
2011-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
