Parent Berry curvature and the ideal anomalous Hall crystal
研究均匀Berry曲率母带中电子模型,发现高曲率下强排斥作用形成反常霍尔晶体,为理解多层石墨烯量子反常霍尔效应提供统一视角。
2024-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Measurement of interaction-dressed Berry curvature and quantum metric in solids by optical absorption
Bloch态在动量空间中的量子几何性质通常用Berry曲率和量子度规来描述。在实际的带隙材料中,相互作用和无序使得Bloch态不是一个可行的起始点,我们通过引入有限温度下的Dressed Berry曲率和量子度规来推广这些概念,其中可以微扰地包括多体相互作用的影响。这些量是从线或圆极化电场引起的电荷极化磁化率中提取的,其光谱函数可以从动量分辨激子或红外吸收率中测量。作为一个具体的例子,我们研究了杂质散射下的Chern绝缘体,结果表明能隙对多体相互作用的量子几何性质具有保护作用.
2022-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Berry Curvature on the Fermi Surface: Anomalous Hall Effect as a Topological Fermi-Liquid Property
金属铁磁体中的内禀反常霍尔效应是由准粒子在费米面上的绝热运动所积累的Berry相所控制的,它是一种纯粹的费米液体性质,而不是象以前所认为的朗道抗磁性那样的“体”费米海性质.贝里相是一种新的拓扑成分,必须添加到朗道费米液体理论中的破缺反演或时间反演对称性的存在。
2004-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Flat bands with local Berry curvature in multilayer graphene
我们证明了具有局部Berry曲率的平坦带自然地出现在置于氮化硼(BN)衬底上的手性(ABC)多层石墨烯中。可以通过改变石墨烯层的数量N来调整平坦度。对于N = 7的频带变得几乎平坦,具有3.6 meV的小带宽。来自K谷和K'谷的两个几乎平坦的带沿还原区的线交叉。弱谷间隧穿带交叉变成避免交叉,产生两个几乎平坦的带与全球陈数为零,但与本地Berry曲率。带的平坦性表明许多体效应将主导物理学,而带的局部Berry曲率赋予系统非平凡的量子几何。量子几何效应通过量子距离(Fubini-Study)度量而不是更传统的陈数来表现自己。因此,BN上的多层石墨烯提供了一个平台,用于研究具有非平凡量子距离度量的系统中相互作用的影响,而没有非零陈数的复杂性。我们顺便指出,利用磁性吸附原子,并显式地破坏时间反演对称性,也可以实现非零Chern数的平坦带。
2013-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Phonon helicity induced by electronic Berry curvature in Dirac materials
在具有时间反演(TR)对称性的二维绝缘体中,低能质量狄拉克费米子的非零局部Berry曲率可以引起非平凡的自旋和电荷响应,即使所有占据态的Berry曲率积分为零。在这项工作中,我们提出了一个新的效应诱导的电子Berry曲率。通过研究BaMnSb $_2$中的电子-声子相互作用,我们发现电子的非零局部Berry曲率可以诱导声子角动量.这个声子角动量的方向被锁定到声子传播方向,因此我们将其称为“声子螺旋度”,在某种程度上让人想起自旋轨道耦合电子系统中的电子螺旋度。我们讨论了可能的实验探针,这样的声子螺旋。
2021-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topological Lattice Models with Constant Berry Curvature
能带几何在拓扑格点模型中起着重要的作用。类似于倒易空间中磁场效应的Berry曲率通常在整个布里渊区中波动。受朗道能级类比的启发,常Berry曲率被认为是实现分数陈氏绝缘体的理想条件。在这里,我们表明,虽然贝里曲率不能成为常数的拓扑两带模型,晶格模型与三个或更多的自由度,每个单元格可以支持确切恒定的贝里曲率。然而,与直观的预期相反,我们发现,使Berry曲率常数并不总是改善玻色子分数陈绝缘体状态的性质。事实上,我们证明了一个“理想平带”不可能有恒定的Berry曲率,等价地,我们证明了朗道能级的密度代数在任何紧束缚晶格系统中都不可能实现。
2022-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el math-ph
Absence of Hall effect due to Berry curvature in phase space
从电子波包的半经典运动方程出发,导出了相空间中Berry曲率引起的横向电流。结果表明,由于“反常速度”和“有效洛伦兹力“的贡献被完全抵消,因此不存在由相空间Berry曲率引起的霍尔效应。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Strain-engineering of Berry curvature dipole and valley magnetization in monolayer MoS$_2$
贝里曲率偶极子是一个物理量,它被认为可以在一系列固态系统中产生各种量子几何现象。单层过渡金属双硫族化合物提供了一个特殊的平台,调制和研究Berry曲率偶极子通过应变。在这里,我们从理论上证明和实验验证单层MoS $_\rm{2}$的谷轨道磁化的产生作为响应面内电场由于Berry曲率偶极子。测量的谷轨道磁化强度与计算的Berry曲率偶极子显示出很好的一致性,可以通过应变的大小和方向来控制。我们的结果表明,Berry曲率偶极子作为一个有效的磁场载流系统,提供了一种新的途径产生磁化。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall
Visualizing Berry curvature in a Floquet-Chern insulator
University of Illinois Urbana-Champaign(伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校)
本文利用圆二色性Tr-ARPES直接映射Bi2Se3表面光诱导的Berry曲率,验证了Floquet-Chern绝缘体拓扑性质,为光诱导拓扑相变提供直接探测手段。
2026-09-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear Hall effect in isotropic k-cubed Rashba model: Berry-curvature-dipole engineering by in-plane magnetic field
该研究针对二维各向同性k立方Rashba模型开展理论分析,明确了面外磁场/净磁化是产生非零贝里曲率的必要条件,揭示了面内磁场对贝里曲率偶极子的调控作用,以及线性与二阶霍尔电导率的不同主导机制。
2024-04-10 cond-mat.mes-hall
Symmetry of Berry and spin Berry curvatures in ferromagnetic CoPt
利用第一性原理计算了铁磁L1 $_0$ -CoPt的自旋Berry和Berry曲率,研究了其本征自旋Hall电导和反常Hall电导.我们发现Berry曲率和自旋Berry曲率相对于能带结构具有不同的对称性。Berry曲率保持了$C_{4v}$晶体沿c轴的旋转对称性,而自旋Berry曲率的对称性降低到$C_{2v}$。对Berry曲率和自旋Berry曲率的贡献是根据穿过费米能级的带的自旋特征来分类的。我们发现自旋Berry曲率的对称性降低是由于带交叉点具有相反的自旋字符。从模型的哈密顿分析,我们显示了这种独特的对称性减少的Berry曲率的Berry曲率的普遍性:它可以占的基础上的形式的自旋电流算子和速度算子的久保公式。最后,我们讨论了自旋Berry曲率的对称性降低对反常Hall和自旋Hall电导率之间关系的影响。当具有相反自旋特征的带交叉点存在于倒易空间中时,通常是这种情况,反常霍尔电导率不简单地与自旋霍尔电导率成比例,比例因子是费米能级处的自旋极化。
2019-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
How pairing mechanism dictates topology in valley-polarized superconductors with Berry curvature
研究配对机制对具有Berry曲率的谷极化系统拓扑超导性的影响,发现短程吸引与过屏蔽排斥相互作用分别使BdG Chern数与Berry曲率符号相同或相反,为区分配对机制提供了实验判据。
2025-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Contribution of Berry Curvature to Thermoelectric Effects
利用半经典玻尔兹曼输运理论,导出了具有反常霍尔效应(AHE)和反常能斯特效应(ANE)的各向同性二维电子气(2DEG)系统的Seebeck系数$S$的计算公式.对于一个特殊情况的二维电子气的塞曼和Rashba项的$S$从值$S_0$估计忽略Berry曲率的偏差计算。结果表明,在一定条件下,Berry曲率对Seebeck效应的贡献是不可忽略的。需要进一步的研究,以澄清的影响,额外的贡献,从机制的AHE和ANE以外的纯Berry曲率。
2014-02-03 cond-mat.mes-hall
Berry-curvature-induced linear magnetotransport in magnetic Weyl semimetals
磁输运如巨磁电阻和霍尔效应是基础物理和技术的核心。近年来,一些实验已经清楚地证明了线性磁输运(LMT)与磁场成正比,但其物理机制尚不清楚。在这项工作中,我们表明,Berry曲率效应是一个新的机制主导的LMT。在122个磁点群中,有66个磁点群存在Berry曲率引起的LMT。对于典型的磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$和铁磁MnBi $_2$ Te $_4$,Berry曲率引起的LMT电导率分别达到每特斯拉$10^4$和$10^2$ ${\rm Ω^{-1}m^{-1}}$的数量级,其可通过中等磁场引起的磁化倾斜来调节。我们进一步揭示,贝里曲率诱导的LMT可以检测到的霍尔效应,特别是固有的磁阻超过$100\%$每特斯拉的样品质量不敏感。我们的结果与最近的实验结果一致,揭示了Berry曲率在LMT中的重要作用。
2022-07-27 cond-mat.mes-hall
Side jump contribution to spin-orbit mediated Hall effects and Berry curvature
反常霍尔效应和自旋霍尔效应起源于自旋轨道耦合,在Kohn-Luttinger ${\bf k}\cdot{\bf p}$形式中,自旋轨道耦合由坐标和速度算符中的反常项表示。给出了GaAs型半导体中电子的动量空间中这些算符与Berry曲率的关系。对于中心对称半导体,讨论了Berry曲率的变换性质。
2008-04-25 cond-mat.mes-hall
Berry curvature in monolayer MoS$_2$ with broken mirror symmetry
理想的1H相单层MoS $_2$具有镜面反射对称性,但这种对称性在通常的实验情况下被破坏,其中单层被放置在衬底上。利用k $\cdot$ p微扰理论,研究了镜像对称破缺对材料Berry曲率的影响.我们发现对称性破缺可以显著地修改Berry曲率,并且由于修改的Berry曲率而引起的自旋/谷霍尔效应与最近的实验结果[Science $\bf 344$,1489(2014)]定性一致,这不能用忽略镜像对称性破缺的先前理论来解释。
2018-04-17 cond-mat.mes-hall
Novel Topological Phase with Zero Berry Curvature
我们提出了一个二维(2D)的晶格模型,表现出一个非平凡的拓扑相的贝里曲率的情况下。相反,Berry连接提供了模型中的拓扑非平凡相,其在动量空间上的积分,即所谓的2D Zak相,在每个方向上产生分数波偏振。这些分数波偏振在模型中表现为具有相反宇称的简并边缘态。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall
Semiclassical Boltzmann magnetotransport theory in anisotropic systems with a nonvanishing Berry curvature
理解电子系统在磁场影响下的输运行为仍然是凝聚态物理的一个关键课题。特别是在拓扑材料中,由于磁场与Berry曲率的耦合,非零的Berry曲率可以导致磁输运中许多有趣的现象。通过在能带色散中充分考虑场驱动各向异性和固有各向异性,我们研究了具有非零Berry曲率的拓扑材料中的半经典Boltzmann磁输运理论.我们表明,作为一个解决方案的玻尔兹曼输运方程的有效平均自由程矢量给出的积分方程,包括有效速度之间的耦合所产生的磁场,Berry曲率和流动性。我们还计算了具有各向同性能量色散的Weyl半金属的电导率,发现磁场和Berry曲率之间的耦合导致弛豫时间的各向异性,这与假设弛豫时间为常数的结果有很大的偏差。
2023-03-23 cond-mat.mes-hall
Optical Berry Curvature of Hinge State and Its Detection
本文证明了拓扑hinge state在非阿贝尔表述下具有非平凡光学Berry曲率,并提出可通过圆偏振光电流效应(hinge CPGE)探测该曲率,为hinge state几何结构的光学探测提供了新途径。
2022-12-17 cond-mat.mes-hall
Photovoltaic Berry curvature in the honeycomb lattice
光伏霍尔效应--在没有静态磁场的情况下由强的圆偏振光引起的霍尔效应--已经在Phys.Rev.B79,081406 R(2009)中针对石墨烯提出,其中实现了无质量的狄拉克色散。光伏Berry曲率(标准Berry曲率的非平衡扩展)是理解这种效应的关键量,它出现在Kubo公式中,扩展到强AC场背景下的霍尔输运。在这里,我们阐述的光伏曲率的性质,如在蜂窝晶格的频率和场强的依赖性。
2009-11-05 cond-mat.mes-hall
Semiclassical magnetotransport including the effects of the Berry curvature and Lorentz force
在拓扑半金属和绝缘体中,已经报道了由Berry曲率引起的负纵向磁电阻和与角度相关的平面霍尔效应。利用玻尔兹曼输运理论,给出了包含Berry曲率和洛伦兹力影响的非平衡态分布函数的封闭表达式.使用这个配方,我们得到的电导率和电阻率张量的解析表达式外尔半金属表现出非单调的场依赖性所产生的两种效果之间的竞争。
2022-05-30 cond-mat.mes-hall
Electrically switchable giant Berry curvature dipole in silicene, germanene and stanene
该研究结合紧束缚模型、第一性原理计算与对称性分析,证明横向电场和应变可在硅烯、锗烯、锡烯中诱导并电切换巨型 Berry 曲率偶极矩及非线性 Hall 效应。
2023-08-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Lattice QCD simulation of the Berry curvature
Berry曲率是描述量子系统拓扑序的基本概念。虽然它可以在非相互作用系统中分析处理,但在相互作用系统中,数值模拟是必要的。我们提出了一个计算格点量子色动力学中Berry曲率的公式。
2016-10-07 cond-mat.mes-hall hep-lat
Berry curvature in magnon-phonon hybrid systems
我们从理论上研究了磁振子通过自旋轨道相互作用和偶极相互作用与声学声子杂化所引起的Berry曲率。我们首先讨论了通过偶极相互作用的磁振子-声子杂化,并证明了色散在动量空间中存在无隙点,其中一些形成了一个环。接下来,当自旋轨道和偶极相互作用被认为是,我们表现出各向异性的纹理的Berry曲率和它的分歧,并没有间隙关闭。给出了钇铁石榴石的相应异常速度的真实评价。
2016-11-28 cond-mat.mes-hall
Charged exctions in two-dimensional transition-metal dichalcogenides - semiclassical calculation of Berry-curvature effects
本文从理论上研究了二维过渡金属二硫属化物中Berry曲率对中性激子和带电激子的作用。Berry曲率的出现是由于这些材料中的导带和价带之间的强耦合,这在很大程度上可以用大质量狄拉克费米子模型来描述。Berry曲率提高了具有相反角动量的激子态的简并度。使用电子相互作用,占非本地屏蔽效应,我们发现一个贝里曲率诱导分裂的$\sim 17$毫电子伏之间的2 $p_{-}$和2 $p_{+}$激子状态WS $_2$,与实验结果一致。此外,我们还计算了WS $_2$和WSe $_2$中的三价电子结合能。我们的方法表明所发挥的突出作用的Berry曲率随着非本地电子相互作用的中性和带电激子的过渡金属dichalcogenides的能谱的理解和解释他们的光学性质。
2018-07-27 cond-mat.mes-hall
Berry curvature, orbital magnetization, and Nernst effect in biased bilayer WSe$_2$
具有自旋-轨道耦合的双层过渡金属二硫属化物中的谷对比Berry曲率可以在反转对称性被破坏(例如,通过电场)时产生谷磁化,而不管时间反演对称性如何。非平凡的Berry曲率也可以导致异常的输运响应,例如异常的霍尔效应和异常的能斯特效应。在双层WSe $_2$上施加电场,可以改变Berry曲率和轨道磁矩,这对轨道磁化强度和反常能斯特响应有重要影响.的轨道磁化强度和它的两个贡献,一个是由于磁矩和一个由于Berry曲率,计算和解释在两个层中的带相反的循环电流。计算了谷反常能斯特系数和自旋能斯特系数。我们发现,一个有限的电场导致的峰和谷的能斯特响应的频带的Berry曲率的符号,并与它们的大小成正比,它也增强了谷能斯特响应。这些实验验证的发现可能是有希望的caloritronic应用。
2020-12-14 cond-mat.mes-hall
Infinite Berry Curvature of Weyl Fermi Arcs
我们发现,外尔费米弧一般伴随着一个发散的表面贝里曲率标度为$1/k^2$,其中$k$是一个热线的距离在表面布里渊区,连接的投影外尔节点相反的手征,但这是从费米弧本身。这种表面贝里曲率出现时,体外尔色散有一个速度倾斜的表面感兴趣。这种分歧反映在各种各样的贝里曲率介导的效果,是很容易获得的实验,特别是导致一个表面贝里曲率偶极子,线性增长的厚度的一个外尔半金属材料的板的表面状态的长寿命的限制。这意味着在这种器件中出现对非线性霍尔效应的巨大贡献。
2021-08-04 cond-mat.mes-hall
Berry Curvature Dipole in Strained Graphene: a Fermi Surface Warping Effect
最近已经确定,光电和非线性输运实验可以直接获得非磁性和非中心对称材料中的Berry曲率的偶极矩。到目前为止,非零的贝里曲率偶极子已经被证明存在于具有大量自旋轨道耦合的材料中,其中低能狄拉克准粒子形成倾斜的圆锥。在这里,我们证明了这种拓扑效应出现在二维狄拉克材料,即使在完全没有自旋轨道耦合。在这些系统中,正是费米面的弯曲触发了相当大的贝瑞偶极子。我们确实表明,单轴应变单层和双层石墨烯,与衬底诱导和栅极诱导的带隙分别,其特征在于贝里曲率偶极子的强度与单层和双层过渡金属dichalcogenides中观察到的。
2019-10-22 cond-mat.mes-hall
Intrinsic nonlinear Hall effect and gate-switchable Berry curvature sliding in twisted bilayer graphene
本研究在高质量扭曲双层石墨烯中观测到Berry曲率偶极诱导的本征非线性霍尔效应,并利用位移场实现Berry曲率热点滑动及霍尔电压方向、幅度的栅极调控。
2023-08-15 cond-mat.mes-hall
Widely Tunable Berry curvature in the Magnetic Semimetal Cr1+dTe2
磁性半金属已经越来越多地成为在真实和动量空间中承载基于自旋的拓扑现象的有利可图的平台。特别令人感兴趣的是贝里曲率的出现,它的几何起源,霍尔传输实验的可访问性和材料的可调性,预示着新的物理和实用设备。Cr1+dTe2,自插层磁性过渡金属二硫属化物,TMD,表现出有吸引力的自然属性相关的应用,包括拓扑磁性,可调电子填充,磁挫折等,而最近的研究已经探讨了这种材料的实空间Berry曲率效应,缺乏类似的考虑动量空间Berry曲率。在这里,我们系统地研究了外延Cr 1 + dTe 2薄膜的电子结构和输运性质在很宽的掺杂范围内,d在0.33和0.71之间。光谱实验揭示了在布里渊区边缘附近存在一个特征性的半金属带区,其显示出作为d的函数的刚性带样能量位移。输运实验表明,反常霍尔效应的本征分量AHE是相当大的,并且在d上经历符号翻转。最后,密度泛函理论计算建立了观察到的掺杂演变的能带结构和AHE之间的因果关系:AHE符号翻转出现从贝瑞曲率的符号变化,作为半金属带区域交叉费米能量。我们的研究结果强调了磁TMD中动量空间Berry曲率的相关性,并为真实和动量空间中的拓扑物理交织提供了一个独特的平台。
2022-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Detecting the Berry curvature in photonic graphene
本文描述了一种从蜂窝格子结构倏逝耦合光波导微扰阵列中的波包动力学测量Berry曲率的方法。为了解开Berry曲率和能量色散的影响,我们利用差分测量,通过在恒定外力的影响下来回传播波包。通过这种方式,对于具有小的子晶格偏置或应变的光子石墨烯,获得了非零的Berry曲率,其中精确的Berry曲率与从半经典动力学导出的Berry曲率之间的相对误差可以忽略。对于应变晶格,我们证明了鲁棒性的Berry曲率纹理的布里渊区相比,能量色散。我们还评论的实验实现建议的Berry曲率映射在光子学。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonlinear optical response induced by non-Abelian Berry curvature in time-reversal-invariant insulators
提出了一个由非阿贝尔Berry曲率引起的时反不变绝缘体中非线性光学的一般框架。我们发现TRI绝缘体在光场和太赫兹光场下的三阶响应与布里渊区上的非阿贝尔Berry曲率的积分直接相关。我们将结果应用于带边附近具有旋转对称性的绝缘体。在共振激发下,光学极化率与通过等能表面的Berry曲率的通量成正比,其等于表面的陈数乘以$2π$。对于III-V族化合物半导体,基于六带模型的微观计算给出了三阶极化率,其等能面的陈数等于3。
2014-08-15 cond-mat.mes-hall
Inducing Berry Curvature Dipole in Multilayer Graphene through Inhomogeneous Interlayer Sliding
本研究提出利用波纹基底诱导非均匀层间滑动,在多层石墨烯中产生可调控的显著Berry曲率偶极子,幅度可达滑动位移的100倍,提供了一种实验可行的新方法。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall
Universal intrinsic orbital dynamics from Berry curvature in electronic two-band systems
本研究揭示了一般双带电子系统中轨道角动量及其输运的几何起源,证明轨道贝里曲率可普适表示为带能量与贝里曲率平方的乘积,为调控轨道霍尔响应提供理论基础并验证了框架适用性。
2025-08-14 cond-mat.mes-hall
Berry curvature for coupled waves of magnons and electromagnetic waves
本文介绍了铁磁绝缘体中磁振子与电磁波杂化产生的Berry曲率、拓扑Chern数和拓扑手征边模。从能量守恒出发,首先将Landau-Lifshitz-Maxwell方程转化为厄米特本征值方程。从本征值方程出发,定义了磁振子-光子耦合波的Berry曲率。结果表明,引入的Berry曲率在磁振子模和光子模的杂化点附近有一个明显的峰值,由于磁振子-光子耦合,大质量杂化模具有非零的陈氏数($\pm 1$).根据非零的陈氏数,拓扑边缘模式出现在杂交间隙内的畴壁之间的两个铁磁绝缘体具有相反的磁化。
2020-05-03 cond-mat.mes-hall
Control over Berry Curvature Dipole with Electric Field in WTe2
Berry曲率偶极子在各种非线性量子现象中起着重要的作用。然而,非零Berry曲率偶极子在输运平面上的最大对称性是一条镜像线,这极大地限制了它在材料中的作用。在这里,通过探测非线性霍尔效应,我们证明了贝里曲率偶极子的产生,通过施加直流电场在WTe 2,这是用来打破对称性约束。Berry曲率的偶极矩和直流电场之间的线性关系进行了观察。Berry曲率的极化方向由电场和晶轴的相对取向控制,通过改变直流电场的极性可以进一步反转。我们的信提供了一条在广泛的材料系统中产生和控制Berry曲率偶极子的途径,并促进了非线性量子器件的发展。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature and Hall viscosities in an anisotropic Dirac semi-metal
研究了二维各向异性狄拉克半金属中宇称奇非耗散输运。分析是相关的相互作用的电子系统合并狄拉克点在电荷中性。对于这样的系统,色散关系在一个方向上是相对论的,而在另一个方向上是非相对论的。我们给出了一个建议,如何计算该系统的Berry曲率,并使用它来获得一个以上的奇粘度,与旋转不变系统。我们观察到,在这样的模型中,应力张量的奇数部分由两个独立的输运系数和一个是相同的零参数化。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Signatures of the Berry curvature in the frequency dependent interlayer magnetoresistance in tilted magnetic fields
我们表明,在层状金属,角度依赖,有限的频率,层间磁阻是由于费米表面的非零贝里曲率的存在下改变。在零频率下,我们发现一个守恒定律,它要求层间磁阻极值作为磁场倾斜角的函数的“魔角”条件基本上是场和Berry曲率独立的。然而,在有限频率的情况下,我们发现,令人惊讶的大签名的有限Berry曲率发生在周期性轨道共振。我们概述了一种方法,从而可以提取的存在和大小的Berry曲率在费米表面。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall
Berry curvature inside parity-time-symmetry protected exceptional surface
本文以类环面EP曲面为例,研究了宇称-时间对称三维非厄米系统中EP曲面内部的贝里曲率分布规律,揭示其通量非量子化等特性,推广至复杂形状曲面并提出电路实现方案,深化了相关拓扑特性的理解。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall
Evolution of Berry curvature and reentrant quantum anomalous Hall effect in an intrinsic magnetic topological insulator
最近,磁性拓扑绝缘体MnBi $_2$ Te $_4$成为实现量子反常霍尔(QAH)态的竞争平台。我们报告了一个贝里曲率分裂机制,实现QAH效应的无序磁性TI多层膜时,从反铁磁顺序切换到铁磁顺序。我们发现,分裂的自旋分辨的Berry曲率,起源于分离的迁移率边缘在磁开关,可以产生一个QAH绝缘体,甚至\emph{without}关闭带隙。我们给出了一个整体相图,并提供了一个唯象图像来解释的Berry曲率分裂机制的拓扑电荷的演变。最后,我们预测Berry曲率分裂机制将导致重入QAH效应,这可以通过调节栅极电压来检测。本文的理论对今后MnBi $_2$ Te $_4$的QAH效应的研究具有指导意义。
2021-10-31 cond-mat.mes-hall
Numerical evidence for spin chirality emerging from itinerant ferromagnets in bands with Berry curvature
本文通过数值研究正方晶格上的通量Hubbard模型,证明了具有Berry曲率的能带中的金属铁磁体可通过掺杂或加规范通量发展出非共面自旋序与自旋手征性,验证了自旋手征性源于涌现自旋轨道相互作用的理论预测。
2025-03-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum geometric scattering of a Dirac particle by a Berry curvature domain wall
本文研究了狄拉克粒子通过伯瑞曲率域墙的散射现象,揭示了量子几何界面在控制狄拉克粒子散射中的关键作用。
2026-01-09 cond-mat.mes-hall
Berry Curvature, Triangle Anomalies, and the Chiral Magnetic Effect in Fermi Liquids
在三维费米液体中,费米面附近的准粒子可能具有Berry曲率。我们表明,如果贝里曲率有一个非零通量通过费米面,与此费米面的粒子数有一个三角形异常在外部电磁场。我们将展示如何修改朗道的费米液体理论,考虑到贝里曲率。我们表明,贝里曲率通量也会出现“手征磁效应”。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Nonlinear anomalous transverse responses induced by Berry curvature quadrupole in systems with broken time-reversal symmetry
本文基于半经典玻尔兹曼形式,计算了破坏时间反演对称性系统中Berry曲率四极矩诱导的非线性反常热霍尔与能斯特系数,预测了与温度梯度三次方成正比的响应,并指出该效应在已有实验系统中必然存在。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall
Unified Theory of the Anomalous and Topological Hall Effects with Phase Space Berry Curvatures
手征磁体中的霍尔实验通常被分析为由动量空间贝里曲率主导的异常霍尔效应和拓扑霍尔效应的总和,除了普通的霍尔电阻率外,拓扑霍尔效应还由存在Skyrmions的实空间贝里曲率引起。这就提出了一个问题,即如何在平等的基础上将异常速度和磁化的真实空间绕组的影响结合起来,以及何时证明电阻率的这种分解是合理的。通过在半经典方法中考虑所有相空间Berry曲率的影响,并在弱自旋-轨道耦合机制下求解Boltzmann方程,当磁化织构在平均自由程尺度上缓慢变化时,我们给出了这些问题的明确答案,证明了Hall电阻率只是反常贡献和拓扑贡献的总和,与Berry曲率无关和混合曲率项的修正可以忽略不计。我们还利用一个精确的Kubo形式数值研究了无穷平均路的相反极限,并证明了结果与半经典结果相似。
2022-03-15 cond-mat.mes-hall
Colossal orbital Zeeman effect driven by tunable spin-Berry curvature in a kagome metal
在新合成kagome金属TbV6Sn6中,利用扫描隧道显微镜观测到磁场控制的巨大轨道Zeeman效应,高达200玻尔磁子的轨道磁矩由非平庸自旋-Berry曲率产生,为动量依赖的拓扑轨道磁矩及其磁场可调性提供了首个直接实验证据。
2023-12-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.str-el
Kinetic Theory and Anomalous Transports in the Presence of Nonabelian Phase-Space Berry Curvatures
当所有的交换和非交换相空间Berry曲率都不为零时,我们在($1+2d$)维相空间和时间中建立了动力学理论。然后我们在动力学理论的基础上计算了Berry曲率引起的反常输运。作为一个例子,我们研究了由SU($2$)Berry曲率引起的电荷和自旋的反常输运。我们还推导出了拓扑有效理论来再现动力学理论计算的绝缘体中的输运。这种有效的理论由非阿贝尔相空间Chern-Simons理论给出。
2017-01-15 cond-mat.mes-hall hep-th
Semiclassical transport with Berry curvature: Chambers formula and applications to systems with Fermi surface topological transitions
从一般的半经典运动方程的电子在电场和磁场的存在下,我们扩展的钱伯斯公式,包括除了磁场,随时间变化的电场和带的Berry曲率。因此,我们计算的电导率张量$σ_{αβ}(B,ω)$中存在的磁场的带在两个(2D)和三个(3D)的Berry曲率。然后,我们专注于几个应用程序的磁输运的费米表面拓扑转变的金属在2D。特别地,我们考虑了一个矩形晶格和一个与过掺杂石墨烯相关的模型,研究了金属中不同类型的费米表面拓扑跃迁在霍尔系数、霍尔电导率$σ_{xy}$和纵向电导率$σ_{xx}$中的特征。当电场随时间变化时,这些量作为频率的函数的行为也被研究。作为一个例子,非零的Berry曲率,我们研究的磁输运的Haldron模型在此范围内。此外,还给出了$E^2$的线性和非线性电流公式.
2022-04-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Berry curvature dipole senses topological transition in a moiré superlattice
电子波函数的拓扑性质在决定材料的物理性质方面起着至关重要的作用。Berry曲率和Chern数被用来定义电子能带的拓扑结构。虽然已经研究了Berry曲率及其在材料中的影响,但检测拓扑不变量Chern数的变化是具有挑战性的。在这方面,扭曲双层石墨烯(TDBG)已经成为一个有前途的平台,以获得对Berry曲率热点和其平坦带的谷陈数的电控制。此外,TDBG中的三重旋转(C3)对称性的应变诱导破缺导致称为Berry曲率偶极子(BCD)的Berry曲率的非零一阶矩,其可以使用非线性霍尔(NLH)效应来感测。我们发现,使用TDBG,BCD检测到的频带中的拓扑转换,并改变其符号。在TDBG中,垂直电场同时调谐谷陈数和BCD,使我们能够利用一个可调谐的系统来探测拓扑跃迁的物理过程。此外,我们发现纵向和NLH响应与电场的滞后,可以归因于电极化的强度在莫尔系统的开关。这样的滞后响应为下一代基于Berry曲率的存储器设备带来了希望。正如我们所展示的,探测拓扑转换可以在其他3D拓扑系统中进行仿真。
2022-04-06 cond-mat.mes-hall
Layer Hall effect induced by hidden Berry curvature in antiferromagnetic insulators
层霍尔效应描述了在不同层处自发地偏转到相对侧的电子,这已经在垂直电场下的MnBi $_2$ Te $_4$薄膜中实验性地报道[Gao等人,《自然》595、521(2021)]。在这里,我们揭示了一个普遍的起源层霍尔效应在所谓的隐藏贝里曲率,以及材料设计原则。因此,它在动量空间中产生零Berry曲率,但在实空间中产生非零层锁定隐藏Berry曲率。我们发现,与普通的绝缘体相比,层霍尔效应显着增强反铁磁拓扑绝缘体。我们的宇宙图景提供了一个范式,揭示了隐藏的物理学作为全球和局部对称性之间的相互作用的结果,并可以在各种情况下推广。
2022-08-21 cond-mat.mes-hall
Berry-Curvature Engineering for Nonreciprocal Directional Dichroism in Two-Dimensional Antiferromagnets
本文提出在二维反铁磁体中,混合Berry曲率是非互易方向二色性(NDD)的几何起源,且单轴应变可高度调控NDD的符号与大小;以MnBi2Te4晶格模型为例,揭示了Bloch波包磁四极矩作为宏观序参数,为光学非互易性的Berry曲率工程奠定基础。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall
Berry curvature and symmetry broken induced Hall effect in MoS2
反转对称性破缺和自旋轨道耦合导致了MoS2的谷和自旋霍尔效应。由于动量空间中的谷分离很大,谷指数被期望是鲁棒的。本文通过对MoS2的对称结构和自旋轨道耦合哈密顿量的分析,研究了由Berry曲率引起的MoS2的量子霍尔效应。最后给出了谷和自旋霍尔效应的表达式和粗略计算。
2018-03-13 cond-mat.mes-hall
High laser harmonics induced by the Berry curvature in time-reversal invariant materials
本文提出了一种新的非线性方案,在一类空间反转对称性破缺的时反不变性材料中产生高次谐波(其中最近已经建立了非线性霍尔效应)。本文发展了描述具有非零Berry曲率的赝相对论电子对强激光场的非微扰光学响应的微观准经典理论。我们分析了谐波含量的感应电流,并表明,一个可以去耦感应激光谐波单独的Berry曲率带。我们还研究了非线性响应对驱动波和系统参数的依赖关系。
2020-08-17 cond-mat.mes-hall
Geometric orbital susceptibility: quantum metric without Berry curvature
周期势场中电子气的轨道磁化率不仅与零场能谱有关,还与编码带间效应的格胞周期布洛赫态的几何结构有关。除了Berry曲率,我们明确地将两带模型的轨道磁化率与定义希尔伯特空间中距离的量子度量张量联系起来。在一个简单的紧束缚模型允许一个可调的布洛赫几何,我们表明,即使在没有贝里曲率的带间效应是必不可少的。我们还表明,对于一个平带模型,量子度规引起一个非常强的轨道顺磁性。
2016-10-21 cond-mat.mes-hall