Surface-edge state and half quantized Hall conductance in topological insulators
本文提出了拓扑绝缘体表面态半量子化霍尔电导的表面边缘态理论。证明了在弱磁场中，表面态的单狄拉克锥的能隙开放。我们发现一个新的表面态驻留在表面边缘，并携带手性边缘电流，导致在四端设置的半量子化霍尔电导。我们还给出了半量子化电导的物理解释，表明这种状态是分裂的大质量狄拉克费米子的边界束缚态的电导量子的产品。
2010-12-22 cond-mat.mes-hall
Quantized heat flow in graphene quantum Hall phases: Probing the topological order
本文回顾了利用石墨烯范德瓦尔斯异质结构中的量子化热流探测整数和分数量子霍尔态拓扑序的研究进展。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall
Quantized Anomalous Hall Effect in Two-Dimensional Ferromagnets - Quantum Hall Effect from Metal -
研究了无序对二维铁磁体反常霍尔效应的影响。AHE的拓扑性质导致来自金属的整数量子霍尔效应，即，除了少数带有Chern数的扩展态外，由局域化引起的$σ_{xy}$的量子化。对一个模型的大量数值研究表明，Pruisken的双参数标度理论即使在系统没有带隙、多带重叠和没有均匀磁场的情况下也成立。因此，量子化AHE的条件仅由霍尔电导率$σ_{xy}$给出，而没有量子校正，即，$|σ_{xy}| > e^2/(2h)$。
2003-01-24 cond-mat.mes-hall
Semi-classical theory of Aharonov-Bohm oscillations under quantized Hall conditions
我们证明了实验观察到的电导振荡通过量子化霍尔条件下的门控量子点起源于一个真正的Aharonov-Bohm相位，这是由电子获得的，因为它们共同传播相干通过不可压缩带在一个特定的填充因子，并封闭一定的磁通量内的点。在某些填充因子的振荡的情况下进行解释。整数量子化霍尔效应的自洽屏蔽理论揭示了实验参数的范围，在此范围内可以观察到更有趣的振荡模式。
2010-11-09 cond-mat.mes-hall
Berry phase and quantized Hall effect in three-dimension
考虑了电磁场中的布洛赫电子，讨论了三维量子化霍尔电导率与Berry相的关系。我们考虑的Berry相是由含时矢势的绝热变化引起的。这种关系在二维系统中得到了证明，我们将其推广到三维系统中。
2002-03-05 cond-mat.mes-hall
The current polarization rectification of the integer quantized Hall effect
我们报告我们的理论研究，考虑量子化霍尔平台（QHPs）的宽度取决于密度不对称诱导的大电流内的非线性响应制度。我们使用Thomas Fermi Poisson非线性屏蔽理论在Hartree型平均场近似下求解薛定谔方程。我们观察到，二维电子系统分裂成可压缩和不可压缩区域的某些磁场的间隔，霍尔电阻被量子化和纵向电阻为零，如果施加一个外部电流。我们发现，施加的强电流，诱导的IS宽度的不对称性线性依赖于电流强度。
2009-09-22 cond-mat.mes-hall
Incompressible strips in dissipative Hall bars as origin of quantized Hall plateaus
本文在准局域输运模型的基础上，通过自洽计算的密度分布，研究了整数量子化霍尔效应条件下二维电子系统中的电流和电荷分布.整数朗道能级填充因子的“不可压缩带”的存在性进行了研究，在Hartree型近似，和非局部的影响，沿这些带的电导率进行了模拟，通过一个合适的平均程序。这使我们能够计算霍尔和纵向电阻作为磁场B的连续函数，具有有限宽度的平台和众所周知的精确量化值。我们强调这些高原和不可压缩的条带的存在之间的密切关系，我们表明，B值在这些高原内的潜在的变化，整个霍尔酒吧是非常不同的B值之间的相邻高原，在最近的实验一致。
2004-06-08 cond-mat.mes-hall
Signature of parity anomaly in the measurement of optical Hall conductivity in quantum anomalous Hall systems
宇称反常是指二维经典作用量的宇称对称性在全量子理论的任何正则化过程中都无法恢复的量子力学效应，其特征是半量子化的霍尔电导率。本文提出了一种在光学霍尔电导率测量中探索宇称反常的实验信号的方案，在适当的频率范围内，光学霍尔电导率几乎是半量子化的。研究了几种模型的光学霍尔电导行为，揭示了在低频或高频区域出现半量子化霍尔电导。光学霍尔电导率可以从克尔和法拉第旋转的测量和圆偏振光的吸收率提取。该方案为探索拓扑量子材料中宇称反常的特征提供了一种实用的方法。
2022-07-28 cond-mat.mes-hall
Cavity Quantum-Electrodynamical Chern Insulator: Route Towards Light-Induced Quantized Anomalous Hall Effect in Graphene
我们表明，一个能隙诱导在石墨烯中的光物质耦合到一个圆偏振的光子模式在一个腔。使用多体微扰理论，我们计算的电子光谱表现出光子修饰的边带类似于Floquet边带的激光驱动材料。与Floquet拓扑绝缘体相比，在Floquet拓扑绝缘体中，光只在高频极限下的非共振驱动下才引起严格量子化的霍尔响应，而腔中的光子修饰狄拉克费米子则表现出以整数陈氏数为特征的量子化霍尔响应。特别是对于石墨烯，我们预测，可以在低温极限下诱导$2 e^2/h$的霍尔电导。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Interaction mediated asymmetries of the quantized Hall effect
本文对栅控窄霍尔栅中的整数量子化霍尔效应进行了实验和理论研究。在低电子迁移率下，经典（高温）霍尔电阻线RH（B）穿过所有霍尔平台的中心。相反，对于我们的高迁移率样品，在偶数填充因子ν= 2; 4.明显地移向更大的磁场B。这种不对称性与屏蔽理论的预测是一致的。e.考虑到库仑相互作用。所观察到的效果是直接相关的霍尔酒吧不可压缩的条带的形成。发现在ν= 1处的自旋分裂平台几乎是对称的，与迁移率无关。我们在所谓的有效g模型中解释了这一点。
2009-05-02 cond-mat.mes-hall
Quarter-quantized thermal Hall effect with parity anomaly
研究磁性拓扑表面态在 s 波超导邻近效应下形成的单一无带隙 Majorana 锥，揭示退相导致的四分之一量子化热霍尔电导及其手性热通道机制。
2024-10-29 cond-mat.mes-hall
The quantized Hall effect in the presence of resistance fluctuations
本文对高磁场下的介观二维电子系统进行了实验研究。我们的样品，从低迁移率InGaAs/InAlAs晶片制备，表现出可重复的，样品特定的，电阻波动。聚焦于最低的朗道能级，我们发现，虽然对角电阻率显示出强烈的波动，霍尔电阻率是免费的波动，并保持在其$ν=1$值，$h/e^{2}$量化。这在终止量子霍尔系列的绝缘阶段也是如此。这些结果将量子霍尔效应中电导率的周期律推广到介观区域。
2002-12-24 cond-mat.mes-hall
Topological insulators in magnetic fields: Quantum Hall effect and edge channels with non-quantized θ-term
研究了三维拓扑绝缘体的二维表面态带隙时，磁场如何诱导一维边缘沟道。通过接触这些通道测量的霍尔效应保持量子化，即使在体中的θ项和相关的表面霍尔电导率σ_{xy}^S由于时间反演对称性的破坏而不量子化的情况下也是如此。当θ项沿着围绕n个边缘通道的环路改变\pm 2 πn时，量化出现。模型计算显示了轨道和塞曼效应的相互作用如何导致量子霍尔跃迁，其中通道沿着晶体的边缘重新分布。边缘网络为研究边缘通道的耦合提供了新的可能性。
2011-10-12 cond-mat.mes-hall
Direct Comparison of Fractional and Integer Quantized Hall Resistance
我们提出了精确测量的分数量子霍尔效应，其中在填充因子为1/3的分数量子霍尔状态的量化电阻$R^{[1/3]}$与由填充因子为2的整数量子霍尔状态表示的量化电阻$R^{[2]}$进行了比较。低温电流比较器桥能够电流下降到纳安培范围被用来直接比较两个GaAs基器件位于两个低温恒温器的两个电阻值。获得比率$(R^{[1/3]}/6R^{[2]})$的$1 - (5.3 \pm 6.3) 10^{-8}$值（95%置信水平）。这构成了单粒子系统中整数电阻量子化（以$h/e^2$表示）和分数带电准粒子系统中分数量子化的最精确比较。虽然与实际计量学无关，但这种对基础物理学有效性的测试在即将到来的SI修订的背景下具有重要意义。
2017-06-06 cond-mat.mes-hall
Transport Theory of Half-quantized Hall Conductance in a Semi-magnetic Topological Insulator
最近，在半磁性拓扑绝缘体异质结构中实验观察到半量子化霍尔电导（HQHC）平台。然而，异质结构是金属的，具有非零的纵向电导，这与通常在绝缘体中观察到量子化霍尔电导的观点相矛盾。在本工作中，我们系统地研究了具有带隙和无带隙Dirac表面的半磁性拓扑绝缘体的表面输运。特别地，我们揭示了HQHC与沿强退相金属边缘的半量子化手征电流直接相关。霍尔电导保持一个半量子化的值大的退相强度，而纵向电导随费米能量和退相强度。此外，我们还计算了电导和电阻随温度的变化关系，这与实验结果一致，不仅提供了HQHC的微观输运机制，而且对今后HQHC的研究具有指导意义.
2022-01-29 cond-mat.mes-hall
The Interrelation between Incompressible Strips and Quantized Hall Plateaus
研究了强垂直磁场作用下二维电子气在线性响应区的电流和电荷分布。我们表明，在一个自洽的屏蔽理论，不可压缩带的整数值的本地朗道水平填充因子存在的磁场强度$B$的有限间隔。在一个基本上是局部电导率模型中，我们发现在这些$B$间隔中的电流密度被限制在局部纵向电阻率消失的不可压缩条带中。这导致消失的纵向和精确量化的霍尔电阻，并与测量的霍尔电位分布的计算值很好的协议。
2004-08-19 cond-mat.mes-hall
Bound States in a Quantized Hall Ferromagnet
本文研究了$ν=1$量子霍尔体系中的准电子-准空穴和斯基尔米恩-反斯基尔米恩束缚态。短程吸引势被假定为由一个点磁性杂质决定。当结合能和特征电子-电子相互作用能小于朗道能级间距时，计算在强场近似下进行。在这种情况下使用激子表示技术。
2005-01-11 cond-mat.mes-hall
Fractional Charge and Quantized Current in the Quantum Spin Hall State
拓扑非平凡物质态的一个深刻表现是分数电荷基元激发的发生。量子自旋霍尔绝缘体态是一种存在于零外部磁场中的全新的物质量子态。在这项工作中，我们表明，磁畴壁的量子自旋霍尔绝缘体的边缘进行一半的单位电子电荷，我们提出了一个实验，直接测量这部分电荷在个人的基础上。我们还表明，作为一个额外的结果，旋转磁场可以感应出一个量子化的直流电流，反之亦然。
2007-10-03 cond-mat.mes-hall
Quantized Hall conductance in 3D topological nodal-line semimetals without chiral symmetry
针对三维量子化霍尔电导长期未解的问题，本文在无手性对称的拓扑节线半金属中证明鼓面表面态可产生量子化霍尔效应，并给出Kubo数值验证及区分表面与体态贡献的实验方案。
2024-01-27 cond-mat.mes-hall
Goldstone-Mode Relaxation in a Quantized Hall Ferromagnet in the Presence of Smooth Random Potential
讨论了填充因子接近奇数时强关联二维电子气在量子化霍尔区的自旋弛豫。作为初始态，我们考虑自旋系统从${\bf B}$方向的相干偏离，并研究了由于自旋轨道耦合和光滑无序导致的Goldstone模态的崩溃。自旋弛豫（SR）过程被认为是在自旋激子（磁振子）系统中的湮灭跃迁。
2004-01-29 cond-mat.mes-hall
Interaction reconstructed integer quantized Hall effect topological insulator
我们讨论了直接库仑相互作用在整体量子化的霍尔效应中的作用，它是连接拓扑绝缘体和电导量子化的桥梁。利用自洽的费米-泊松屏蔽理论，数值研究了体材料中二维电子系统的磁输运性质。拓扑扭曲霍尔酒吧和没有潜在的波动被认为是包括两个相同的内部接触。虽然这些接触改变了拓扑结构，我们表明，量化的霍尔效应生存由于重新分配的不可压缩带的相互作用。它示出的现象，这些接触之间的阻抗可以得到一个最小的传输模型。我们的自洽方法的一个重要的预测是一个有限的内接触之间的阻抗，即使在高原制度，其中的最大阻抗随温度的升高而降低。
2013-05-14 cond-mat.mes-hall
Non-Linear hydrodynamics and Fractionally Quantized Solitons at Fractional Quantum Hall Edge
我们认为，无隙分数量子霍尔边缘态的动力学本质上是非线性的，它的特点是分数量子孤子沿边缘传播。孤子的观测将是分数电荷的直接证据。我们证明了Laughlin的量子态的非线性动力学是由量子Benjamin-Ono方程。无带隙边缘态的非线性动力学是由BohOH液体中的带隙模决定的。边缘模的色散可追溯到双边界层。
2012-01-14 cond-mat.mes-hall
Multiple Phases with the Same Quantized Hall Conductance in a Two-Subband System
在GaAs/AlGaAs二维电子系统中，实验确定的密度-磁场平面相图具有丰富的拓扑特征。在相图中，在偶数整数填充因子下观察到环状结构。即使量子化霍尔电阻值与朗道能级量子化引起的普通整数量子霍尔效应所产生的电阻值相同，环内这些态的激活能也要小得多。这些环状结构不能用简单的单粒子图像来解释。我们认为，铁磁量子霍尔态，由于两个能级的相互作用，具有相反的自旋和不同的子带指数，是负责这些不寻常的结构。
2005-11-15 cond-mat.mes-hall
Dephasing effect promotes the appearance of quantized Hall plateaus
量子霍尔效应（QHE）是一种拓扑保护现象，在各种系统中都能观察到。在实验中，实现量子HE的霍尔棒器件的尺寸一般远大于相位相干长度，这就破坏了电子的量子相干性。本文从理论上研究了退相效应对量子化霍尔（QH）平台的影响。我们发现，在完全量子相干系统中，如果引线与中心区的耦合不完全，QH平台将消失。霍尔电阻非常大，并且强烈振荡，而不是在这种情况下呈现QH平台。然而，通过引入退相，霍尔电阻减小，QH平台逐渐出现。对于量子反常霍尔效应也可以观察到类似的结果。我们的结果表明，退相效应促进了QH平台的出现，这为拓扑系统的退相效应开辟了一个新的课题。
2022-09-30 cond-mat.mes-hall
A quantized anomalous Hall effect above 4.2 K in stacked topological insulator/magnet bilayers
本研究采用机械组装制备TI/磁体双层膜，在宇称反常态下将QAHE量子化霍尔信号提升至10 K，显著突破沉积异质结构及现有QAHE系统的温度纪录。
2024-12-06 cond-mat.mes-hall
Field Theory on the von Neumann Lattice and the Quantized Hall Conductance of Bloch Electrons
我们在基于冯诺依曼晶格的量子霍尔系统中构造了有用的单粒子态集。利用动量态的集合，我们发展了一种场论形式，并将其应用于周期势作用下的系统。将传播子缠绕数表示的霍尔电导拓扑公式推广到布洛赫电子。阐明了缠绕数与陈数之间的关系。
1998-12-04 cond-mat.mes-hall
Exchange-correlation enhancement of the Lande-g* factor in integer quantized Hall plateaus
本文研究了在强垂直磁场作用下，多体效应对二维电子气（2DEG）的涌现作用，包括交换作用和关联作用.结果表明，间接相互作用在空间上加宽了奇整数不可压缩带，而偶数填充因子几乎不受影响。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall
A magnetic Hofstadter butterfly and its topologically quantized Hall conductance
计算了具有正方晶格对称性的二维周期性磁场调制下石墨烯中无质量狄拉克费米子的能谱。我们证明了该问题的平移对称性与Hofstadter或TKNN问题相似，并且在弱场极限下紧束缚能本征值方程确实由Harper Hofstadter哈密顿量给出.我们表明，由于其磁平移对称性的霍尔电导率可以被确定为一个拓扑不变，因此量子化。从而将量子霍尔效应的概念推广到磁调制的二维电子系统。最后，我们指出可能的实验系统，这可能会得到验证。
2018-08-02 cond-mat.mes-hall
The Quantized Hall Insulator: a "Quantum" Signature of a "Classical" Transport Regime?
从填充因子为1/k（k为奇数）的初级量子霍尔（QH）液体到绝缘体的转变的实验研究表明了“量子化霍尔绝缘体”（QHI）行为：当纵向电阻率随着温度和电流偏置的降低而发散时，霍尔电阻率保持在值$k h/ e^2$的量子化。我们回顾了解决这一现象的实验结果和理论研究。特别是，我们讨论了一种理论方法，它采用了一个模型的绝缘体作为一个随机网络的弱耦合水坑QH液体在固定的填充因子。该模型被证明表现出一个强大的量化的霍尔电阻率，电子输运的网络是不相干的。随后的理论研究集中在是否有必要假设不连贯的争议。得出的结论是，在量子相干输运机制中，量子干涉破坏了QHI作为局域化的结果。一旦定域长度变得比失相长度短得多，霍尔电阻率就发散。最后，我们提到一些最近的实验观察和开放的问题。
2004-06-29 cond-mat.mes-hall
Quantized topological magnetoelectric effect of the zero-plateau quantum anomalous Hall state
三维拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应是一种新颖的现象，即电场在三维拓扑绝缘体中感应出方向相同的磁场，其普适比例系数以$e^2/2h$为单位进行量子化。本文提出在磁性拓扑绝缘体或铁磁-拓扑绝缘体异质结构的零平台量子反常霍尔态中可以实现拓扑磁电效应。数值研究了有限尺寸效应，发现随着拓扑绝缘体薄膜厚度的增加，磁电系数趋于量子化。我们进一步提出了一个设备设置，以消除非拓扑的贡献，从侧面。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall
Current direction induced rectification effect on (integer) quantized Hall plateaus
在Hartree型平均场近似下研究了非对称耗尽样品的电流极化诱导的量子化霍尔平台整流。我们首先通过求解自洽方程研究了载流不可压缩带的存在性及其对磁输运性质的影响。接下来，IS的宽度被检查在考虑栅极限定的霍尔条的限制电位分布的陡度方面。相应的MT系数计算使用本地欧姆定律为一个大的固定电流和对称和非对称耗尽样品进行比较。我们预测，当考虑非对称耗尽样品时，在非线性响应区域，QHP的扩展强烈依赖于电流极化。与传统的整数量子化霍尔效应（IQHE）理论的结果相反，我们的结果表明量子阱的扩展依赖于电流极化。我们提出了一定的实验条件来测试我们的理论预测在高流动性，窄的样品。
2008-07-31 cond-mat.mes-hall
Thermoelectric response of fractional quantized Hall and re-entrant insulating states in the N=1 Landau level
详细测量了二维电子在第一激发朗道能级上的纵向热电势。在热电势的磁场和温度依赖性中观察到许多分数量子化霍尔态的清晰特征，包括在$ν= 5/2$和7/3处的分数量子化霍尔态。在低于约$T= 40$ mK的填充因子下观察到热电势的突然崩溃，在这些填充因子下，在常规的电阻输运研究中已经观察到再入绝缘电子态。在$ν= 5/2$观察到的热电势的背景下，最近的理论，其中包括非阿贝尔准粒子交换统计进行了讨论。
2012-11-15 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantized Charge Accumulation in a Quantum Anomalous Hall System
Tsinghua University（清华大学）；Peking University（北京大学）；ShanghaiTech University（上海科技大学）
本文通过实验验证面外电容法，利用Corbino等器件在超低耗散下直接观测到量子反常霍尔系统的量子化电荷积累，为探测拓扑磁电效应提供了新途径。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall
Observation of the quantized Hall insulator in the quantum critical regime of the two-dimensional electron gas
本文研究了量子临界区二维电子气平台-绝缘体相变附近的霍尔电阻$R_H$。在临界场$B_c$为17.2 T的低迁移率InGaAs/InP异质结构上进行的高场磁输运数据表明，当$T \to 0$时，霍尔电阻$R_H$在接近临界填充分数（$ν_c$ = 0.55）的$h/e^2$处量子化。通过利用从磁输运数据中提取的通用标度函数，我们表明，$R_H$在绝缘相的极限$T \to 0$是在$h/e^2$量子化的标度参数$Δν/(T/T_0)^κ$与$Δν= ν- ν_c$的所有值。然而，作为$Δν$（或磁场）的函数，霍尔电阻在所有值$ν< ν_c$的极限$T \to 0$中发散。
2006-10-05 cond-mat.mes-hall
Three-Dimensional Topological Insulator in a Magnetic Field: Chiral Side Surface States and Quantized Hall Conductance
三维拓扑绝缘体（3DTI）表面态的低能激发可以用狄拉克费米子描述。利用紧束缚模型研究了均匀磁场中表面态的输运性质。结果表明，平行于磁场的手征表面态对量子化霍尔电导$(2n+1)\frac{e^2}{h}$与狄拉克锥数的乘积有贡献.由于表面态的二维性质，QH电导对杂质散射的鲁棒性由狄拉克锥数的奇性和均匀性决定。提出了一种用于输运测量的实验装置。
2011-03-28 cond-mat.mes-hall
Surface quantized anomalous Hall current and magneto-electric effect in magnetically disordered topological insulators
通过数值模拟和标度分析，从理论上研究了拓扑绝缘体表面淬灭磁无序的作用。结果表明，只要费米能级在体带隙内，所有的表面态都是局域的，而横向电导率量子化为$\pm {{e^2} \over {2 h}}$.这极大地促进了Qi { \it et al.}提出的拓扑磁电效应的实现。（Phys. Rev. \textbf{78}，195424（2008）），其中表面磁化方向通过同时施加磁场和电场来控制。
2011-01-28 cond-mat.mes-hall
The effect of disorder within the interaction theory of integer quantized Hall effect
本文在屏蔽理论的基础上，系统地研究了无序对整数量子化霍尔效应的影响。考虑到潜在的波动范围的无序势进行了分析。单杂质势的短程部分用于定义自洽玻恩近似内的电导率张量元素，而长程部分在Hartree水平自洽处理。使用简单的，但是，基本的费米子-费米屏蔽，我们发现，长程无序势被很好地屏蔽。而短程部分几乎不受屏蔽的影响，并且适合于定义消失磁场处的迁移率。根据这些范围的依赖关系，我们讨论了量子化霍尔平台的延伸考虑“流动性”的晶片和样品的宽度，通过重新制定欧姆定律在低温和高磁场。我们发现，平台宽度主要取决于无序的长程涨落，而态密度展宽的重要性不太明显，甚至被显著抑制。这些结果与传统的单粒子图像形成了强烈的对比。我们发现量子化霍尔平台的宽度随着无序度的增加而增加，而能级展宽可以忽略不计。
2010-02-03 cond-mat.mes-hall
1/2 Z Topological Invariants and the Half Quantized Hall Effect
本文提出一种新型$\frac{1}{2}\mathbb{Z}$拓扑不变量，用于区分半整数量化霍尔相与普通金属铁磁体，并通过半磁性拓扑绝缘体和拓扑晶体绝缘体薄膜验证了该拓扑序。
2024-09-24 cond-mat.mes-hall
Evidence for Half-Quantized Chiral Edge Current in a C = 1/2 Parity Anomaly State
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Soochow University（苏州大学）
研究通过分子束外延生长的非对称磁性拓扑绝缘体三明治，在特定平面磁场下观察到半量子化霍尔电导平台，证实了C=1/2宇称异常态中半量子化手性边缘电流的存在。
2025-09-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of fractional excitations in gapless bilayer quantum Hall states: semi-quantized quantum Hall states
我们推导了半量子化量子霍尔态的低能理论，半量子霍尔态是最近观察到的一类无带隙双层分数量子霍尔态。我们的理论表明，这些状态的特点是耦合到一个紧急陈-西蒙斯规范场的分数电荷的无隙准粒子。这些无隙准粒子可以理解为电子和类劳克林准粒子的复合物。我们发现，半量子霍尔态表现出完美的层间阻力，主机非费米液体物理，并作为多功能的父态完全带隙的拓扑相托管任意子激发。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Signature of Parity Anomaly: Crossover from One Half to Integer Quantized Hall Conductance in a Finite Magnetic Field
本研究探究有限磁场下半磁性拓扑绝缘体薄膜中无质量狄拉克费米子的宇称反常，发现半量子化霍尔电导与宇称反常直接相关，其随磁场和无序的转变特征可作为宇称反常的关键指标，为理解能带拓扑与量子反常的关系提供新见解。
2023-08-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum Floquet anomalous Hall states and quantized ratchet effect in one-dimensional dimer chain driven by two ac electric fields
在凝聚态物理中，发现和分类有趣的新拓扑物质和现象是一个重要的课题。拓扑非平凡系统也可以通过使用周期驱动场来实现。另一方面，棘轮效应可以用来从涨落中收集有用功，或者在磁驱动系统中实现定向输运。在这里，我们通过施加两个相互垂直的交流电场来促进二聚体链，并在低频区域获得有效的二维哈密顿量。我们从而得到量子Floquet反常霍尔（QFAH）电导，然后发现一个量子棘轮效应，在所产生的电流沿链。我们的进一步分析表明，这些起源于电场。这种无磁场的纵向量子化棘轮效应对设计新型高性能电子器件具有重要的意义。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall
The Dip Effect under Integer Quantized Hall Conditions
本文研究了整数量子霍尔效应条件下二维电子气中的一种反常输运现象。我们的计算是基于筛选理论，使用半解析模型。传输异常是\emph{dip}和过冲效应，其中霍尔电阻在量化电阻平台间隔处意外地减小（或增大）。我们报告我们的数值计算结果的\emph{dip}效应的霍尔电阻，考虑GaAs/AlGaAs异质结中，我们调查了在不同的实验条件下的效果。我们发现，类似的过冲，倾角效应的幅度是强烈的影响，由于静电的边缘重建。据观察，陡峭的电位变化接近样品的物理边界的结果在较窄的不可压缩的条带，因此，实验观察的倾角效应是有限的这些载流条带的属性。通过对窄样品进行标准霍尔电阻测量，我们证明了屏蔽理论的预测与我们的实验结果吻合得很好。
2013-05-20 cond-mat.mes-hall
A Quantized $ν=5/2$ State in a Two-Subband Quantum Hall System
研究了宽阱中密度可调二维电子系统中分数量子霍尔态在填充5/2时的演化，在宽阱中，分数量子霍尔态可以诱导从单光子带占据到两光子带占据的跃迁.在80和60 nm阱中，即使当第二子带被占据时，也观察到最低子带的5/2填充处的量子霍尔态。在50 nm阱中，5/2态在第二子带布居时消失。我们将这种独特的行为归因于子带间电荷转移的电容能量和子带概率密度重叠的宽度依赖性。
2011-09-28 cond-mat.mes-hall
Edge States and the Quantized Hall Effect in Graphene
我们研究了量子化霍尔制度中的石墨烯带的边缘状态，并表明，当采用适当的边界条件时，它们可以在连续模型（狄拉克方程）内描述。两个最简单的终端，锯齿形和扶手椅边缘，进行了详细研究。对于锯齿形边缘，我们发现最低的朗道能级状态终止于两种类型的边缘状态，无色散和载流表面状态。后者涉及不同子晶格上的组件，这些组件之间的距离可能远远大于磁性长度。对于扶手椅边缘，边界条件满足混合状态从不同的山谷，我们表明，这导致一组边缘状态的最低朗道水平和两组所有较高的朗道水平。在这两种情况下，最低朗道能级的霍尔电导阶跃是较高朗道能级之间的一半，如实验中所观察到的。
2006-02-21 cond-mat.mes-hall
Half-quantized anomalous Hall conductance in topological insulator/ferromagnet van der Waals heterostructures
Linnaeus University（林奈大学）；Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University（北欧原子理论中心，皇家理工学院和斯德哥尔摩大学）；University of Connecticut（康涅狄格大学）；University of Texas at El Paso（德克萨斯大学埃尔帕索分校）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究通过第一性原理和紧束缚模型探讨了铁磁层与拓扑绝缘体异质结中磁化诱导的能隙、侧壁态性质及Hall导电性，揭示了实现精确半量子化面临的挑战及其对量子反常Hall效应和拓扑磁电效应的影响。
2026-04-12 cond-mat.mes-hall
Charge and spin Hall conductivity in metallic graphene
石墨烯具有不寻常的低能量能带结构，具有四个手性带和半量子化和量子化的霍尔效应，最近引起了理论和实验的关注。我们研究了它的费米能和自旋霍尔电导的无序依赖性。在金属制度中，我们发现，顶点校正增强固有的自旋霍尔电导率和斜散射可以导致其值超过量子化的预期时，化学势是内部的自旋轨道诱导的能隙。我们预测，大自旋霍尔电导率将在石墨烯中观察到，即使自旋轨道间隙不生存的障碍。
2006-02-24 cond-mat.mes-hall
Quantized and half-quantized Anomalous Hall effect induced by in-plane magnetic field
本文提出在具有较大自旋轨道耦合但不具有二重旋转对称性的二维非磁性系统中，面内外加磁场通过塞曼耦合可以诱导出量子化和近半量子化的内禀反常霍尔效应.本文导出了具有$C_{3v}$对称性的二维电子气模型的解析结果。基于第一性原理计算得到的$\boldsymbol{k\cdot p}$哈密顿量，我们发现在清洁极限下，在强面内磁场和低温$T<100\ \mathrm{mK}$下，$\mathrm{Sb_2Te_3}$薄膜可以观察到量子化和近半量子化的电导.
2022-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nodal-line-enhanced quantum geometric effects: anomalous and nonlinear Hall effects in the parity-mixed antiferromagnet NbMnP
Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）；Tohoku University（东北大学）；Toyama Prefectural University（富山県立大学）；Osaka University（大阪大学）
NbMnP中奇偶性混合反铁磁体的节点线增强了量子几何效应，导致异常和非线性霍尔效应。
2026-01-13 cond-mat.mes-hall
Unusually wide plateau of quantized Hall resistance in a quasi bilayer hole system inside the p-GeSi / Ge / p-GeSi quantum well
对于具有与阱底弯曲幅度相当的费米能量的宽p-GeSi / Ge / p-GeSi量子阱的MQW异质结构，已经揭示了量子化霍尔电阻中的异常宽的平台。该平台存在于样品的两个亚稳态中的一个中，对于该亚稳态，在Ge层内部形成对称的准双量子阱系统，并且对应于Ge层中的两个子层中的每一个的填充因子nu = 1。平台不仅存在于与量子霍尔液体相关的磁场范围内，而且延伸到所谓的量子化霍尔绝缘体相。对于另一个亚稳态，在霍尔电阻率中只观察到一个弱的平台，对应于nu = 1/Ge层作为一个整体。根据现有的理论，超宽的平台可以指示导电层中的一种无序，其特征在于在它们的载流子密度中的水坑的均匀分布和它们的小的平均尺寸。我们把这两种状态之间的差异归因于存在两种亚稳模式的自洽势分布，自发地解决在多层系统中，其特征在于不同的分布的量子阱横截面中的空穴。
1999-03-17 cond-mat.mes-hall
Microscopic theory of the activated behavior of the quantized Hall effect
在Hartree型近似下，通过分析不可压缩带的存在性，研究了栅极窄霍尔栅的热激活行为。我们进行自洽的计算，考虑线性响应制度，由当地的电导率模型支持。我们研究了在$2d\sim [1-10] μm$范围内激活能随样品宽度的变化。我们发现，高迁移率窄样品的最大激活能，是在霍尔填充因子2平台的低场边缘（超过回旋能量的一半），而对于相对较宽的样品，较高的激活能是在霍尔平台的高场边缘。与基于电子态局域化的单粒子理论相比，我们发现激活能几乎与态密度的性质无关。
2009-06-03 cond-mat.mes-hall
Half-quantized Hall Plateaus in the Confined Geometry of Graphene
Aalto University（阿尔托大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Laboratoire de Physique de l’Ecole Normale Supérieure, ENS, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, Université Paris Cité（巴黎高等师范学院物理实验室，ENS，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，巴黎西岱大学）；National Institute for Materials Science（国立材料研究所）
本研究在单层石墨烯量子点接触的受限区域中，观测到由电荷平衡引发的ν_H=5/2处半整数量化霍尔平台，为半整数量化态的实现提供了新途径，对拓扑量子比特研发具有重要意义。
2024-10-04 cond-mat.mes-hall
Parity anomaly and spin transmutation in quantum spin Hall Josephson junctions
研究了与局域磁杂质耦合的量子自旋霍尔系统中的约瑟夫森效应。作为费米子宇称异常的结果，当穿过结的超导相位差前进$2π$时，杂质和自旋霍尔边缘的组合系统的自旋在半整数和整数值之间交替。这导致了交换耦合和单离子各向异性在相位差，其中保留时间保留对称性的自旋多重态分裂的特征差异。我们讨论了$8π$周期（或$\mathbb{Z}_4$）的分数约瑟夫森效应的背景下，最近的实验。
2016-12-03 cond-mat.mes-hall
Topological insulator: a new quantized spin Hall resistance robust to dephasing
研究了退相对量子自旋霍尔效应（QSHE）的影响。在没有退相的情况下，QSHE系统中的纵向电阻呈现量子平台。我们发现这些量子平台对正常的退相是稳健的，但与自旋退相脆弱。因此，这些量子平台只存在于介观样品中。此外，纵向电阻随样品长度线性增加，但对样品宽度不敏感。这些特征与最近的实验结果非常一致[science { \bf 318}，766（2007）]。此外，我们定义了一个新的自旋霍尔电阻，也表现出量子平台。特别是，这些平台对任何类型的退相都是稳健的，因此，在宏观样品中存活，更好地反映了QSHE的拓扑性质。
2008-11-11 cond-mat.mes-hall
