Tunable quantum interference effect on magnetoconductivity in few-layer black phosphorus
在这项研究中，我们发展了一个系统的弱局域化/反局域化理论，充分考虑到系统的各向异性和Berry相，并将其应用到各相的少层黑磷（BP），它具有高度各向异性的电子结构，电子间隙的大小可调甚至为负值。推导了一般各向异性系统中Bethe-Salpeter方程的Cooperon近似，揭示了在少层BP的不同阶段存在各种量子干涉效应，包括从弱局域化到反局域化的交叉.我们还预测，在半狄拉克转变点的磁导率将表现出一个非平凡的幂律依赖于磁场，而按照传统的对数场依赖的二维系统在绝缘体和狄拉克半金属相。值得注意的是，即使在强各向异性系统中，磁导率和玻尔兹曼电导率之间的比率也与方向无关。最后，我们根据系统的对称性讨论了少层BP量子修正的可调性。
2020-05-31 cond-mat.mes-hall
Weak localization of bulk channels in topological insulator thin film
弱反定域化（WAL）预计每当强自旋轨道耦合或散射开始发挥作用。拓扑绝缘体的体态中的自旋轨道耦合非常强，足以导致拓扑相变。然而，最近观察到的WAL在拓扑绝缘体似乎有一个模糊的起源从体态。从三维拓扑绝缘体的有效模型出发，我们发现拓扑绝缘体薄膜的最低二维体子带可以用修正的质量Dirac模型来描述.我们推导了二维体子带和表面带的磁导率公式。由于相对较大的间隙，2D体子带可能位于其中也期望幺正行为或甚至弱局域化（WL）的区域中，而不是总是WAL。因此，体态可能贡献小的磁导率，甚至补偿来自表面态的WAL。当体WL通道的数量超过表面WAL通道时，可能会出现磁导率曲线的拐点，从而提供来自体状态的弱局部化的签名。
2011-09-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Magnetoconductivity and quantum oscillations in intercalated graphite CaC$_6$ with the Fermi surface reconstructed by the uniaxial charge density wave
本文计算了插层石墨CaC$_6$在单轴电荷密度波重构开放费米面及磁击穿条件下的磁电导张量，发现所有经典分量均出现强量子振荡，使经典结果本质上变为非经典。
2025-01-02 cond-mat.mes-hall
Weak antilocalization in two-dimensional systems with large Rashba splitting
我们发展了二维电子的量子输运和磁导率的理论与任意大的（甚至超过费米能量），线性动量Rashba或Dresselhaus自旋轨道分裂。对于短程无序势，我们推导出量子电导率校正的解析表达式，该表达式考虑了具有任意数量散射事件的干涉过程，并且在扩散近似之外是有效的。我们证明了零场电导率校正是由通用对数“扩散”项和“弹道”项的总和。后者与温度无关，并编码有关光谱特性的信息。通过测量不同温度和电子浓度下的电导率校正，可以从实验中提取这些信息。我们计算了在整个经典弱磁场范围内的量子修正，发现对于任意的费米能和自旋轨道分裂之间的关系，在扩散区和弹道区的磁导率都是负的.我们还证明了当费米能级高于“狄拉克点”时，磁导率随费米能级的变化而变化，当费米能级低于“狄拉克点”时，磁导率不依赖于费米能级。
2016-04-05 cond-mat.mes-hall
Closed-form weak localization magnetoconductivity in quantum wells with arbitrary Rashba and Dresselhaus spin-orbit interactions
在垂直磁场几何条件下，导出了具有任意Rashba $α$和Dresselhaus $β$（线性）和$β_3$（立方）自旋轨道相互作用耦合的二维电子系统的弱局域化（WL）对磁导率修正的封闭表达式.在一个参考系统中，选择面内$\hat{z}$轴作为$α= β$的高自旋对称方向，我们制定了一个新的算法来计算导致WL的三个独立的贡献。反定位被与沿$\hat{z}$的自旋弛豫相关的项抵消，仅依赖于$α- β$。另一项是由两个相同的散射模式，其特征在于自旋弛豫率，这是明确的功能的方向的散射动量。发现与GaAs量子阱的数据非常一致，特别是我们的理论正确地捕获了作为$α/β$的函数的WL曲线的最小值的移位。这表明有效自旋弛豫速率的各向异性对于理解SO耦合在输运中的作用是至关重要的。
2018-11-11 cond-mat.mes-hall
Aharonov-Bohm oscillations caused by non-topological surface states in Dirac nanowires
拓扑绝缘体表面态的一个有趣的指纹是纳米线的磁导性中的Aharonov-Bohm效应。我们发现，表面状态的狄拉克材料（铋，铋锑，铅锡硫属化物）的纳米线在非拓扑相，表现出相同的效果，作为修正体状态的磁导率。我们考虑了一个简单的模型的圆柱形纳米线，这是由三维狄拉克方程与一般的$T$不变的边界条件。边界条件是由一个单一的唯象参数，其符号定义拓扑和非拓扑表面状态。非拓扑表面态出现在能隙之外。在纵向磁场$B$中，它们导致了纳米线的态密度和相应的电导率的Aharonov-Bohm修正。这些磁振荡的相位随着$B$从$π$增加到$2π$。
2017-03-09 cond-mat.mes-hall
Berry phase theory of planar Hall effect in Topological Insulators
在体传导极限下，外磁场平行于外加电流方向时，外尔半金属和拓扑绝缘体的纵向磁阻效应为负。拓扑半金属中的负纵向磁电阻效应被认为是手征反常效应的结果，而拓扑绝缘体中的负纵向磁电阻效应还没有得到很好的定义。另一个有趣的现象，平面霍尔效应-在所施加的共面电场和磁场的平面中出现横向电压，其彼此不完全对准，其中传统的霍尔效应消失的配置，最近被认为存在于Weyl半金属中。本文提出了一种在体电导极限下三维拓扑绝缘体平面霍尔效应的准经典理论。从玻尔兹曼输运方程出发，导出了拓扑绝缘体的平面霍尔电导率和纵向磁导率的表达式，并指出了轨道磁矩对平面霍尔效应的重要作用。我们的理论结果预测特定的实验签名拓扑绝缘体，可以直接在实验中检查。
2017-07-19 cond-mat.mes-hall
Microwave-resonance-induced magnetooscillations and vanishing resistance states in multisubband two-dimensional electron systems
本文描述了共振微波辐照下液氦表面多子带二维电子系统的直流磁导率，并利用自洽玻恩近似研究了负线性响应电导的新机制。考虑了两种散射体（蒸气原子和毛细波量子）。除了附近的点，其中子带间跃迁的激发频率与回旋频率相称的电导率调制预期，一个符号变化的校正的线性电导率示出出现通常的准弹性子带间散射，如果朗道能级的碰撞加宽是远远小于热能。衰变加热的电子系统附近的易磁化点导致磁振荡的电子温度，这被证明是增加的重要性的符号变化的校正。在较宽的温度和磁场范围内，计算得到的磁导率振荡的线形与实验观测结果吻合较好。
2011-04-05 cond-mat.mes-hall
Bulk effects on topological conduction on the surface of 3-D topological insulators
拓扑绝缘体在微调磁场中的表面态是实现防止无序的拓扑金属的理想候选者。它的特征是：（1）在精细调谐的纵向磁场中长导线的电导平台和（2）电导率总是随样品尺寸而增加，并且两者都与无序强度无关。我们数值研究这些实验运输签名是如何受到影响的体积物理在内部的拓扑绝缘体样品。我们表明，这两个签名的拓扑金属是强大的对批量效应。然而，大体积确实大大加速了金属在磁场中的衰变，并改变了其对表面无序的反应。当无序强度被调谐到与体能带共振时，电导率遵循标度理论的预测，表明传导是扩散的。在其他无序强度的大部分减少了表面无序和缩放理论的影响是系统地违反，信号传导是不完全扩散。这些效应将改变表面电导率和磁导率的大小。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall
Topological Insulator-Based van der Waals Heterostructures for Effective Control of Massless and Massive Dirac Fermions
三维（3D）拓扑绝缘体（TI）是一类重要的材料，在电子学、自旋电子学和量子计算中具有应用。随着最近真正的体绝缘3D TI的发展，已经有可能在电输运测量中实现表面主导的现象，例如拓扑表面态（TSS）中无质量狄拉克费米子的量子霍尔（QH）效应。然而，为了实现更先进的设备和现象，需要一种平台来以干净的方式调谐TSS或修改它们，例如通过与磁绝缘体接近来使它们间隙化。在这里，我们介绍了范德华（vdW）异质结构的形式拓扑绝缘体/绝缘体/石墨有效地控制化学势的TSS。利用两种类型的栅介质，正常绝缘体六方氮化硼（hBN）和铁磁绝缘体Cr2 Ge 2 Te 6（CGT）来调节四元TI BiSbTeSe 2中TSS的电荷密度。hBN/石墨门控在QH制度表明，通过抑制无质量狄拉克费米子的磁导率，TSS的量子化得到了改善。CGT/石墨门控质量狄拉克费米子在QH制度产生半量子化霍尔电导步骤和狄拉克间隙的措施。我们的工作显示了vdW平台在创建先进的高质量TI器件方面的前景。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall
Interactions-controlled magnetotransport in two-dimensional massless-massive fermion mixtures
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Guangdong Technion--Israel Institute of Technology（广东以色列理工学院）；Novosibirsk State Technical University（新西伯利亚国立技术大学）；Technion-Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究二维无质量-有质量费米子混合物中磁输运特性，揭示相互作用对电阻率和霍尔效应的影响，发现不同相互作用势下的温度行为差异。
2025-12-17 cond-mat.mes-hall
Dirac vs. Weyl in topological insulators: Adler-Bell-Jackiw anomaly in transport phenomena
狄拉克金属（无带隙半导体）被认为是变成外尔金属时，扰动，打破时间反演对称或反转对称，采用。然而，没有实验证据表明在三维空间中存在外尔费米子。在Bi_（1-x）Sb_x中从拓扑绝缘体到能带绝缘体的拓扑相变附近施加磁场，不仅观察到零磁场附近（B < 0.4 T）的弱反定域化现象，而且只在E // B处出现了高于0.4 T的反定域化现象。弱反局域化和负磁阻之间的这种不相容的共存归因于在弱反局域化校正的存在下的Adler-Bell-Jackiw异常（拓扑E B项）。
2013-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable interaction-induced localization of surface electrons in antidot nanostructured Bi2Te3 thin films
近年来，人们在拓扑绝缘体中观察到低温下电导率的对数下降，这意味着表面电子的局域化趋势。在这里，我们报告的拓扑绝缘体Bi 2 Te 3薄膜的量子输运实验阵列的antidot纳米结构。随着反量子点密度的增加，观察到对数温度依赖性电导率曲线的斜率系统地减小，表明电子-电子相互作用可以通过反量子点来调节。同时，弱的反局域化效应揭示了在磁导率的退相干机制中电子-电子相互作用的优势增强。观察可以从解毒剂诱导的有效介电常数的降低来理解，其控制表面电子之间的相互作用。我们的结果阐明了电子-电子相互作用在表面电子局域化中不可或缺的作用，并指出了相互作用拓扑绝缘体中表面电子的局域化。
2014-10-08 cond-mat.mes-hall
Anomalous Temperature Dependence of Quantum Correction to the Conductivity of Magnetic Topological Insulators
磁性拓扑绝缘体中的量子输运揭示了磁性和电子能带结构拓扑结构之间的强烈相互作用。最近对磁掺杂的拓扑绝缘体Bi2Se3薄膜的实验显示了磁电导率的异常温度依赖性，而它们的场依赖性呈现出弱反定域的明显特征[Tkac等人，物理修订信函123，036406（2019）]。在这里，我们证明了由体磁化引起的表面电子的微小质量导致对πBerry相位的依赖于温度的校正，并产生对表面电子的相位相干长度的退相干机制。因此，通过降低温度，对电导率的量子校正可以表现出非单调行为。这是由于量子拓扑材料中的Berry相与拓扑表面电子的量子干涉密切相关。
2020-05-05 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantum interference in bilayer graphene
我们首次报道了双层石墨烯电导率的量子干涉修正的实验研究。在不同的载流子密度，包括周围的电中性区域，由于弱局域化效应的低场，正磁导率进行了研究。与传统的2D系统不同，双层石墨烯中的弱局域化受到弹性散射过程的影响，例如谷间散射。的磁场和密度依赖的波动的电导的研究，从磁导率确定的退相分析的补充。这两项研究之间的一致性长度的值被发现。
2007-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak antilocalization and localization in disordered and interacting Weyl semimetals
利用Feynman图技术，从量子干涉和电子-电子相互作用出发，推导了三维无序Weyl半金属有限温度电导率和磁导率的计算公式.对于单一的外尔费米子谷，我们发现，在低温下，由于弱的反局域化，磁导率是负的，并且与磁场的平方根成正比。通过考虑弱反定域、Berry曲率修正和洛伦兹力的贡献，我们将计算的磁导率与最近的实验结果进行了比较。弱反局域化在零场附近总是主导导磁率，从而给出了Weyl半金属的输运特征之一。在强谷间散射和相关性的存在下，我们预计从弱反本地化到弱本地化的交叉。此外，我们发现，电子-电子相互作用和无序散射的相互作用总是在低温下主导电导率，并导致局域化的趋势。最后，我们提出了一个系统的比较单谷外尔费米子，二维无质量狄拉克费米子，和三维常规电子的输运性质。
2015-06-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Competition between weak localization and antilocalization in topological surface states
本文给出了磁掺杂拓扑绝缘体表面态的导磁率公式。揭示了磁掺杂在狄拉克点打开一个能隙时，量子输运中弱局域化和弱反局域化的竞争效应。研究发现，虽然随机磁散射总是驱动系统从辛到酉类，间隙可以诱导从弱反局域化到弱局域化的交叉，由费米能量或间隙可调。这种交叉提出了一个独特的功能，表征表面状态的拓扑绝缘体与开放的狄拉克点在量子扩散制度的差距。
2011-08-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Robust Gapless Surface State against Surface Magnetic Impurities on (Bi$_{0.5}$Sb$_{0.5}$)$_2$Te$_3$ Evidenced by In Situ Magnetotransport Measurements
尽管进行了大量的实验和理论研究，但表面磁性杂质对拓扑绝缘体（TI）拓扑表面态的影响这一重要问题仍未得到解决。我们阐明的（Bi $_{0.5}$ Sb $_{0.5}$）$_{2}$ Te $_{3}$：Cr吸附原子的外延薄膜上的影响是增量沉积到TI上的在低温下保持在真空中，和\textit{in situ}的磁导率和霍尔效应测量进行在每个增量与静电门控。在实验确定的表面传输制度，测得的最小电子密度显示出非单调的演变与铬密度（$n_{\mathrm{Cr}}$）：它首先增加，然后减少与$n_{\mathrm{Cr}}$。这种不寻常的行为归因于Cr作为离子化杂质和电子供体的双重作用，具有分别在低和高$n_{\mathrm{Cr}}$下增强和降低表面态中的电子不均匀性的竞争效应。不同的$n_{\mathrm{Cr}}$上的一个和相同的样品，这产生了明确的证据表明，弱的反局域化效应持续存在，表面状态保持无间隙的最高$n_{\mathrm{Cr}}$，相反的预期，沉积的Cr应该打破时间反演对称性，并诱导在狄拉克点的间隙开口。
2020-03-24 cond-mat.mes-hall
Magneto-oscillations due to electron-electron interactions in the ac conductivity of a 2D electron gas
电子-电子相互作用引起了对干净的二维电子气的交流磁导率σ（ω）的修正δσ^{int}（ω），其在ω_c^{-1}中是周期性的，其中ω_c是回旋频率。与回旋加速器共振的常规谐波不同，其以ω为周期，该校正以ω^{3/2}为周期。当常规谐波被无序抑制时，δσ^{int}（ω）的振荡在低磁场ω_c \ll ω下发展。它们的起源是一个{ \em双}背散射的电子从杂质诱导的弗里德尔振荡。在两个反向散射事件之间的时间\sim ω^{-1}期间，电子仅行进拉莫尔圆的{ \em小部分}。
2008-03-04 cond-mat.mes-hall
Extremely large non-saturating magnetoresistance and ultrahigh mobility due to topological surface states in metallic Bi2Te3 topological insulator
本文研究了Bi_2 Te_3单晶在高、低体载流子浓度下的弱反局域化效应。在低载流子密度下，WAL曲线与磁场的法向分量成比例，表明拓扑表面状态在磁导率中占主导地位。在高载流子密度下，WAL曲线既不随外加场也不随其法向分量而缩放，这意味着体导电和表面导电的混合。由于拓扑表面状态的WAL显示不依赖于本体载流子的性质（电子或空穴）。在具有较低载流子密度的样品中观察到的极大的非饱和磁阻和磁阻迁移率进一步支持了表面态的存在。利用Hikami-Larkin-Nagaoka公式计算了表征WAL效应的物理参数。在高载流子浓度下，与低载流子浓度相比，存在更多数量的传导通道和相位相干长度的减小。拓扑绝缘体具有极大的磁电阻和高迁移率，在磁电传感器和存储器件中具有重要的技术价值。
2017-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Surface Conductivity in Bi2Se3 Revealed in Diffusive Electron Transport
我们证明了弱反局域化效应可以作为一种方便的方法来检测拓扑绝缘体薄膜中的去耦表面输运。在体费米表面与表面态共存的制度下，低场磁导性很好地描述了由Hikami-Larkin-Nagaoka方程的非相互作用电子的单组分输运。当电子密度降低时，磁输运行为偏离了单组分描述，并且在底部和顶部表面发现了独立的导电通道。磁场依赖的部分，由于塞曼能量的电导率的修正被证明是可以忽略不计的，尽管不可忽略的电子-电子相互作用。
2011-04-27 cond-mat.mes-hall
AC Response of the Edge States in a Two-Dimensional Topological Insulator Coupled to a Conducting Puddle
我们计算了二维拓扑绝缘体的边缘态的交流响应，该绝缘体可以与绝缘体中的导电熔池交换电子。这种交换导致在低频率和高频率的孤立边缘状态的响应的有限校正。通过比较这些校正，可以确定熔池的参数。
2018-01-30 cond-mat.mes-hall
Transport in topological insulators with bulk-surface coupling: Interference corrections and conductance fluctuations
出于实验困难，以生产拓扑绝缘体（TI）的Bi $_2$ Se $_3$家庭与纯表面态导电，我们研究的效果，体可以对低温输运性质的门控薄膜TI。特别是，我们专注于干扰校正，即弱本地化（WL）或弱反本地化（WAL），和电导波动（CFs）的基础上，一个有效的低能哈密顿量。利用图解微扰理论，我们首先分析了体和表面分别和随后讨论WL/WAL和CF时，隧道耦合的介绍。我们确定相关的软扩散模式的耦合系统，并使用这种见解，同时预测在各种参数制度的干扰校正和电导波动。结果强烈表明，这两个量的组合测量可以提供一个更好的理解的物理基础的低温运输过程中的薄TI膜与体表面耦合。
2018-12-28 cond-mat.mes-hall
Weak localization and weak anti-localization in topological insulators
弱定域和弱反定域是无序电子系统中量子输运的量子干涉效应。在很低的温度下，随着温度的降低，弱反局域化增强电导率，弱局域化抑制电导率。磁场可以破坏量子干涉效应，产生尖点状的正和负磁导率，分别作为弱局域化和弱反局域化的标志。这些效应在拓扑绝缘体中已被广泛观察到。本文综述了拓扑绝缘体中弱（反）局域化的理论和实验研究进展。我们预言了当无质量的狄拉克费米子（如拓扑绝缘体的表面态）获得狄拉克质量时，从弱反定域到弱定域的交叉，并得到了实验的证实。拓扑绝缘体薄膜中的体态具有弱的局域化效应，这与其他具有强自旋轨道相互作用的体系不同。我们比较了狄拉克费米子与传统电子系统在不同对称性无序情况下的局域化行为。最后，我们表明，相互作用和量子干涉都需要占实验观察到的温度和磁场依赖性的电导率在低温下。
2014-09-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dephasing due to electron-electron interaction in a diffusive ring
研究了电子-电子相互作用对被磁通量穿透的圆环的弱局域化修正的影响。我们精确地计算了孤立环的路径积分，给出了孤立环的磁导率。结果以时间表示进行解释。这允许表征环中的相位相干弛豫的性质。弛豫的性质取决于时间制度（扩散或遍历），但也对磁导性的谐波$n$。相位相干弛豫对于谐波$n=0$是非指数的，而对于谐波$n\neq0$总是指数的。然后，我们考虑的情况下，一个环连接到水库，并讨论连接线的效果。我们恢复的行为的谐波预测最近由路德维希和Mirlin为一个大的周长（奈奎斯特长度相比）。我们还预测了一个新的行为时，奈奎斯特长度超过周长。
2006-10-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Weak localization in low-symmetry quantum wells
发展了沿[110]和[111]晶轴生长的半导体量子阱中电子的弱局域化理论。计算了对称掺杂量子阱中弱局域化引起的反常电导修正。该理论适用于整个经典弱磁场范围内的弱局域化的弹道和扩散区域。我们表明，在体反转不对称的存在下，磁阻是负的：线性的电子动量自旋轨道相互作用对电导率没有影响，而立方的动量耦合抑制弱本地化没有改变的校正符号。在对称掺杂量子阱中掺杂层中杂质的随机位置产生电场，这导致位置相关的Rashba耦合。这种随机的自旋-轨道相互作用导致自旋弛豫，这改变了异常磁导率的符号。所得到的表达式允许从输运测量确定（110）和（111）量子阱中的电子自旋弛豫时间。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall
Orbital dynamics in 2D topological and Chern insulators
在一个相对论量子形式主义，我们研究的磁场在二维拓扑和陈氏绝缘体的应用所造成的二阶修正的作用。这使得达到的Berry曲率，轨道磁矩，态密度和能量的变化，确定其规范的大电位和输运性质的解析表达式。目前的修正，这成为相关的在相对较低的领域，由于小的差距，这些系统的特点，揭示了零场抗磁化率，可以通过外部磁场调谐。
2021-04-11 cond-mat.mes-hall
Quantum Interference Theory of Magnetoresistance in Dirac Materials
狄拉克半金属和拓扑绝缘体的磁电阻在很宽的磁场范围内表现出非单调的特性。本文给出了Dirac材料中由于标量杂质散射势中的量子干涉而产生的无质量和有质量Dirac费米子的导磁率公式。它揭示了一个惊人的交叉，从积极到消极的磁阻，揭示弱本地化和弱反本地化之间的强竞争，在不同的化学势，有效质量和有限的温度下，在多个Cooperon模式。这些工作揭示了导带和价带的强耦合在拓扑非平凡和平凡Dirac材料中量子干涉输运中的重要作用。
2019-01-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Weak antilocalization in HgTe quantum wells and topological surface states: Massive versus massless Dirac fermions
碲化汞量子阱和三维拓扑绝缘体表面支持狄拉克费米子的单谷带色散。在存在的障碍，他们经历弱反定位，这已被观察到在最近的运输实验。本文对碲化汞量子阱和拓扑表面态中的弱反定域进行了比较理论研究。这两个单谷系统之间的差异来自碲化汞量子阱中的有限带隙（有效狄拉克质量），而拓扑绝缘体中的无带隙（无质量）表面态。有限的有效Dirac质量意味着HgTe量子阱中的内部对称性破缺，当t_M大于一定值时，HgTe量子阱中的弱反定域被抑制，且与Dirac质量成反比。这对应于在Cooperon扩散模式中弛豫间隙1/t_M的打开，这是我们从包括相关自旋自由度的Bethe-Salpeter方程获得的。我们表明，弛豫间隙表现出一个有趣的非单调依赖于载流子密度和带隙，消失在这些参数的一定组合。弱反定域电导率反映了这种非单调行为，这是碲化汞量子阱所特有的，而拓扑表面态则不存在。另一方面，拓扑表面态在平行磁场中表现出特定的弱反定域化磁导率，这是由于它们在体相中呈指数衰减。
2011-08-21 cond-mat.mes-hall
Effect of Perturbative Hexagonal Warping on Quantum Capacitance in Ultra-Thin Topological Insulators
超薄3D拓扑绝缘体通过最小化体积贡献提供了研究此类材料的表面物理的舞台。此外，实验验证的雪花状结构的费米面导致一个六边形的翘曲项，和本论文检查它作为一个扰动的存在下，磁场。我们发现，有修正的能量色散和本征态，这反过来又改变了状态的存在下，一个磁场的密度。的量子电容和霍尔系数进行了评估分析，它在这里示出，我们恢复其既定的形式，随着小的修正，保留的对象，处理六角形翘曲微扰。在我们的方法中，建立的霍尔电导率表达式开发了几个微小的校正项，因此其行为基本上不受翘曲的影响。零温度量子电容表现出SdH振荡与降低的频率，与降低的平均电容与增加的费米表面的翘曲，同时保持通常的振幅。
2016-02-03 cond-mat.mes-hall
Weak localisation, hole-hole interactions and the "metal"-insulator transition in two dimensions
对高质量GaAs-AlGaAs二维空穴系统中金属行为的详细研究揭示了低温下电阻率的量子修正的存在。尽管这些系统具有低密度（$r_{s}>10$）和高质量，但在所谓的金属相中存在弱局部化（通过负磁阻观察到）和弱空穴-空穴相互作用（对霍尔常数进行校正），其中电阻率随着温度降低而降低。结果表明，即使在高$r_{s}$下，在二维中在T=0时也不存在金属相。
1999-10-24 cond-mat.mes-hall
Spin and Charge Transport on the Surface of a Topological Insulator
我们推导了三维拓扑绝缘体螺旋金属表面自旋电荷耦合输运的扩散方程。这些方程的主要特点是自旋-电荷耦合的幅度很大，这导致了有趣的和可观察到的效果。特别是，我们预测了一个新的磁阻效应，这体现在一个非欧姆校正铁磁自旋极化电极和一个非线性电极之间的电压降，放置在顶部的螺旋金属。该校正与铁磁电极的自旋极化和两个电极之间的充电电流的叉积成比例。我们还证明了这种效果的可调性，通过施加栅极电压，这使得它可以操作所提出的设备作为晶体管。
2010-08-16 cond-mat.mes-hall
Spin-orbit interaction and the 'metal-insulator' transition observed in two-dimensional hole systems
本文计算了GaAs/AlGaAs $p$型量子阱中的自旋和相位弛豫速率。这些速率被用来推导弱局域化修正对电导率的温度依赖性。在$p$型量子阱中，由于强的自旋-轨道相互作用，同时存在弱局域化和弱反局域化。当确定总电导率校正时，还必须包括由于空穴-空穴相互作用引起的项。后者的大小取决于热能和费米能之间的比率$k_{\rm B}T/E_{\rm F}$以及系统是否可以被认为是弹道$(k_{\rm B}T τ_{\rm tr} / \hbar>1)$或扩散（$k_{\rm B}T τ_{\rm tr}/\hbar<1$）。我们认为，由于相对较低的费米能和中等的迁移率，在$p$型系统的问题，由空穴-空穴相互作用引起的电导率校正是可以忽略不计的在实验中可访问的最高温度。因此，在这些相对较高的温度下观察到的“金属-绝缘体”转变可能是由干涉效应引起的。我们比较了我们的计算弱反本地化校正与实验结果，从不同的独立组，特别强调的实验Simmons等人。我们发现预测和观察到的transition密度$p_{c}$之间的良好协议。
2002-05-17 cond-mat.mes-hall
Temperature-Induced Magnonic Chern Insulator in Collinear Antiferromagnets
本研究发现热涨落带来的磁振子自能修正可在二维共线反铁磁体中诱导出陈绝缘相，给出了相图与转变机制，并基于MnPS3给出数值结果，提出了超越线性自旋波理论的拓扑相构建新范式。
2023-02-05 cond-mat.mes-hall
Nonmonotonous classical magneto-conductivity of a two-dimensional electron gas in a disordered array of obstacles
本文报道了经典区域二维无序洛伦兹气体的磁输运测量和分子动力学模拟。在实验和模拟之间的定量协议，磁导率显示出明显的峰值作为垂直磁场$B$的函数，这不能在现有的动力学理论的框架内解释。我们表明，这个峰值是链接到一个定向运动的电子沿无序障碍矩阵的轮廓时，回旋半径变得小于障碍物的大小的发病。这种定向运动导致瞬态超扩散运动和强的标度修正附近的绝缘体到导体的转变的洛伦兹气体。
2017-08-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Photocurrent Response of Topological Insulator Surface States
研究了任意斜入射圆偏振光时拓扑绝缘体表面态的光电流响应。我们描述了狄拉克模型内的表面态，包括几个扰动，如六边形翘曲，非线性修正的模式速度，并施加磁场。我们发现，光电流强烈抑制通常的轨道耦合，促使我们包括较弱的塞曼耦合。我们发现，螺旋度无关的光电流占主导地位的螺旋度依赖的贡献。
2013-01-18 cond-mat.mes-hall
Critical Conductance of a Mesoscopic System: Interplay of the Spectral and Eigenfunction Correlations at the Metal-Insulator Transition
我们研究了Anderson转变时平均临界电导$g(L)$与系统尺寸的关系。我们拥有：（i）将修正量$δg(L)=g(\infty)-g(L)\propto L^{-y}$与谱关联联系起来;（ii）用量子返回概率表示$δg(L)$;（iii）论证了本征函数关联的临界指数$y=η$。实验的影响进行了讨论。
1998-10-20 cond-mat.mes-hall
Bulk spin conductivity of three-dimensional topological insulator
我们在Kubo形式下研究了三维拓扑绝缘体体态的自旋电导率。自旋霍尔效应是产生垂直于所施加电压的自旋电流。在三维拓扑绝缘体的情况下，沿$x$方向施加的电压产生沿$y$和$z$方向具有可比值的横向自旋电流。我们发现，由于能带的反转，在带隙区存在一个有限的非普适自旋电导率值。顶点修正对自旋电导率的贡献增强了填充态的自旋电导率。这些发现解释了在拓扑绝缘体中观察到的大自旋电导率。
2020-12-30 cond-mat.mes-hall
Dimensional Control of Antilocalisation and Spin Relaxation in Quantum Wires
解析地导出了具有Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合的无序量子线中自旋弛豫速率$1/τ_s (W)$与线宽$W$的关系。发现当$W$小于体自旋轨道长度$L_{\rm SO}$时，它会减小。只有一个小的自旋弛豫率，由于立方Dresselhaus耦合$γ$被发现留在这个极限。结果，当减小线宽度$W$时，量子电导率校正从弱反变为弱局域化，并且从负磁导率变为正磁导率。
2007-03-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Dirac Fermions and Superconductivity in Homologous Structures (AgxPb1-xSe)5(Bi2Se3)3m,m = 1,2
新发现的拓扑绝缘体（AgxPb 1-xSe）5（Bi 2 Se 3）3 m（m=2）具有0.5 eV的带隙，这是迄今为止报道的拓扑绝缘体（TI）中最大的带隙。我们提出了一个量子扩散制度的狄拉克电子的这种化合物的磁导率的研究。观察到二维弱反定域，并确定为该拓扑态的Berry相引起的相消干涉。我们发现，狄拉克电子的相位相干长度是独立的掺杂和无序水平。这提供了不存在由TI（AgxPb 1-xSe）5（Bi 2Se 3）3 m（m=2）中的时间反演不变性的保护引起的背散射的证据。我们进一步报道了同系化合物（AgxPb_（1-x）Se）_5（Bi_2Se_3）_（3 m），m=1是一个超导体，其转变温度Tc = 1.7K。这两个相的相关结构允许晶体的横向共生自然发生，提供了一个机会，观察两个共生晶体的边界处的马约拉纳费米子状态。
2013-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Promoted current-induced spin polarization in inversion symmetry broken topological insulator thin films
本研究通过久保 formalism 和顶点修正，理论揭示了反转对称破缺的拓扑绝缘体薄膜中，势差增强电流诱导自旋极化，为自旋电子器件提供调控框架。
2025-10-25 cond-mat.mes-hall
Probing the plateau-insulator quantum phase transition in the quantum Hall regime
本文报道了低迁移率In_{.53} Ga_{.47} As/InP异质结构中平台-绝缘体转变的量子霍尔实验。纵向电阻ρ_{xx}的数据遵循指数规律，我们提取了临界指数κ= .55 \pm .05，这与平台转变的确定值κ= .42 \pm .04略有不同。在对引起临界电导σ_{xx}^* 对温度的微小依赖的非均匀性效应进行校正后，我们的数据表明，平台-平台和平台-绝缘体转变属于同一普适类。
1998-12-02 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
Skyrmion nucleation on the surface of a topological insulator
研究了自旋转移矩在拓扑绝缘体与铁磁绝缘体界面处诱导的Skyrmion成核。由于拓扑绝缘体表面上的强自旋-轨道耦合，这增强了自旋力矩的作用，期望对skyrmion进行有效操纵，因此，拓扑绝缘体可以提供实现高性能skyrmion器件的理想平台。使用微磁学模拟和能量学，我们评估的拓扑绝缘体表面上的skyrmion成核的属性，如成核时间，临界电场，和skyrmion数。我们发现成核时间与外加电场成反比。我们还确定了吉尔伯特阻尼和温度依赖的临界场。此外，我们分析评估的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的效果，并表明，温度依赖性可以解释由减少的磁振子激发间隙由于自能修正。
2022-11-15 cond-mat.mes-hall
Influence of Device Geometry on Transport Properties of Topological Insulator Microflakes
在拓扑绝缘体的输运研究中，由于样品制备方便和容易获得高载流子迁移率，通常使用从大块单晶剥离的微片。在这里，基于有限元分析，我们表明，对于非霍尔棒形的拓扑绝缘体样品，测得的四点电阻可以大大修改的样品的几何形状，体积和表面介电常数，和磁场。为了准确地将四点电阻转换为纵向电阻率和霍尔电阻率，必须引入几何校正因子。非均匀电流密度分布的磁场依赖性可导致显著的正磁阻和非线性霍尔效应，这在理想霍尔棒几何形状的样品中不存在。
2021-10-29 cond-mat.mes-hall
Magnetization of the Metallic Surface States in Topological Insulators
计算了拓扑绝缘体螺旋金属表面态的磁化强度。我们占一个小的次主导薛定谔片的存在下，除了占主导地位的狄拉克贡献的哈密顿量。这打破了粒子-空穴对称性。上狄拉克锥的横截面变窄，而下锥的横截面变宽。在纯狄拉克极限的磁化强度作为化学势（$μ$）的函数时，所看到的模式发生了位移;但是，霍尔平台的量子化仍然是半积分。这通过取磁化相对于$μ$的导数来验证。我们比较了我们的结果与那些当非相对论性的部分占主导地位的相对论性的贡献和量子化是积分。磁振荡的分析结果，其中我们包括一个一阶修正的比例，非相对论性的相对论性的磁能标度。我们的完全量子力学推导证实了半经典理论的预期，除了对预期相位的小修正。磁振荡的总振幅有变化。修改了丁格尔和温度因子。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall
Nonlinear planar magnetotransport as a probe of the topology of surface states
本文提出利用外加平面磁场下的非线性磁输运特性，直接探测强三维拓扑绝缘体Dirac表面态的量子度量（QM），揭示了纵向磁电导率中未知的内禀部分带有单个Dirac锥特征，可作为诊断三维非磁性绝缘体体态拓扑的有效工具。
2025-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Coherent Magneto-Optical Effects in Topological Insulators: Excitation Near the Absorption Edge
本文研究了时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体表面态的相干光学，发展了强电磁场驱动下的动态霍尔效应理论。光学斯塔克效应的影响作为对所产生的法拉第$θ_F$和克尔$θ_K$旋转中的光场的非线性依赖而进入。发现这种非线性校正随交流强度的增加而减小$θ_F$。电场，而$θ_K$表现出非单调行为。我们还评估了弛豫和失相的霍尔和磁光响应的影响时，频率失谐是可比的逆寿命的传导电子。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall
Hexagonal Warping Effects on the Surface Transport in Topological Insulators
在经典和量子扩散机制下，考虑费米面的六角弯曲效应，研究了三维拓扑绝缘体表面态的电荷电导率和电流诱导自旋极化.给出了电导率和自旋极化率的一般表达式，并将其简化为通常散射势的简单形式。由于六方弯曲，电导率和自旋极化显示出额外的二次载流子密度依赖性，无论是玻尔兹曼贡献和量子校正。在存在翘曲项的情况下，表面态仍然表现出弱的反局域化。此外，还探讨了无规相位近似下的介电函数，发现它可能与动量角有关。
2011-10-29 cond-mat.mes-hall
Detecting monopole charge in Weyl semimetals via quantum interference transport
拓扑Weyl半金属可以在动量空间中拥有带N个荷的Weyl节点。如何检测量子输运过程中双光子电荷的签名仍然是一个具有挑战性的课题。在这里，我们揭示了拓扑半金属中电荷宇称与电导率的量子干涉修正之间的联系。我们发现，奇偶电荷的宇称决定了量子干涉修正的符号，奇和偶宇称分别产生弱反局域化和弱局域化效应。这是由于围绕费米球的时间反转轨道之间的贝里相位差，费米球包围着电荷。从标准的Feynman图计算，我们进一步表明，在低温下的弱场磁导率的$+\sqrt{B}$在双Weyl半金属和$-\sqrt{B}$在Weyl半金属，分别成正比，这可以通过实验验证。
2016-04-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced and stable spin Hall conductivity in a disordered time-reversal and inversion symmetry broken topological insulator thin film
我们考虑一个无序的拓扑绝缘体薄膜放置在一个铁磁绝缘体的顶部与一个垂直的交换场$M$和受到一个垂直的电场。铁磁绝缘体的存在导致拓扑绝缘体薄膜的底表面态变为自旋极化的，并且电场在两个表面态之间提供电势差$V$，导致系统中的时间反转和反转对称性的破坏。利用Kubo形式，采用第一玻恩近似和自洽玻恩近似，我们计算了自旋霍尔电导率。我们发现，对于小的$V$值，可以通过远离电荷中性点的大的$M$值产生大的自旋电导率。但是对于大的$V$值，即使在电荷中性点附近具有小的$M$值，也可以促进自旋电导率。顶点校正的效果和稳定性的大自旋电导率对障碍也检查。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Strained HgTe: a textbook 3D topological insulator
拓扑绝缘体可以看作是具有导电表面的带状绝缘体。表面载流子是狄拉克粒子，其能量随动量线性增加。这赋予了狄拉克物质的非凡传输特性，狄拉克物质是一类电子特性类似石墨烯的材料。我们展示了碲化汞，一种已知在薄量子阱中表现出2D自旋霍尔效应的材料，\cite{Konig2007}可以通过利用CdTe基衬底上的晶格失配打开应变能隙而变成狄拉克物质的教科书示例。在输运中发现的狄拉克物质的证据表现为当化学势与狄拉克点重合时在低场下的发散霍尔角，以及从量子校正的符号到电导率。该材料可以随意设计，并且是干净的（良好的流动性），并且对带隙内的电导率几乎没有体积贡献。
2011-12-09 cond-mat.mes-hall
Thermal correction to resistivity in dilute 2D systems
我们计算了二维电子（空穴）气的电阻率，考虑到简并和热校正由于合并的Peltier和Seebeck效应。发现电阻率是温度的普适函数，单位为$\frac{h}{e^{2}} (k_{F}l)^{-1}$。巨平行磁电阻率的发现是由于自旋，如果存在，谷分裂的能量谱。我们的压缩性和热电势的分析点的热力学性质的金属-绝缘体转变的二维系统。
2002-11-24 cond-mat.mes-hall
Chiral edge plasmons in quantum anomalous Hall insulators
Beijing Forestry University（北京林业大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Chinese Academy of Sciences（中国科学院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
研究发现贝里曲率使量子反常霍尔绝缘体中沿相反方向传播的边缘等离激元分裂，即使陈数为零时也存在单向边缘等离激元，其群速度符号在大波矢下反转，为近期实验观测提供了定量解释。
2024-04-22 cond-mat.mes-hall
