Interlayer Transport in Bilayer Quantum Hall Systems
双层量子霍尔系统在填充因子为$ν=1$时具有对称性破缺的基态,它既可以被看作是激子超流体,也可以被看作是赝自旋铁磁体。我们提出了一个量子霍尔双层膜的层间输运理论,突出了约瑟夫森结和铁磁金属自旋转移器件中的输运之间的显着相似性和关键差异。我们的理论是能够解释的大小,但有限的低偏置层间电导和电压宽度的集体运输异常。
2005-12-26 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport in a Bilayer Quantum Hall Superfluid
当ν=1时,双层量子霍尔系统支持激子基态.除了通常的带电准粒子,这个系统具有凝聚自由度:激子输运。这种中性传输模式的检测是通过使用科尔比诺多连接的几何结构,其中电荷传输被抑制。我们在这里总结了我们最近在Corbino器件上的实验,这些实验直接证明了激子在不可压缩的ν=1量子霍尔态中的输运。
2012-09-26 cond-mat.mes-hall
Extrinsic phonon thermal Hall transport from Hall viscosity
受最近的实验上的声子贡献的热霍尔效应在铜氧化物的启发,我们提出了手征声子输运的分析。我们假设手征行为是由非零声子霍尔粘性引起的,这可能是由与电子的耦合引起的。具有非零声子霍尔粘度的声子具有固有的霍尔热导率,但是Chen等人(Phys.Rev.Lett. 124,167601(2020))认为,显著更大的霍尔热导率可以由与杂质密度成反比的非本征贡献引起。我们解决了玻尔兹曼方程的声子输运和计算的温度($T$)依赖性的热霍尔电导率源于斜散射点状杂质。我们发现,热霍尔传输的主要来源是杂质斜散射通道与相反的奇偶校验之间的干扰。霍尔热导率$\sim T^{d+2}$在$d$维度中的低$T$处,并且对于$T > T_{\rm imp}$具有$T$独立行为的窗口,其中$T_{\rm imp}$由具有相反宇称的散射势的比率确定。我们还考虑了样品边界的非镜面散射的作用,并发现它导致在低$T$的热霍尔传输可以忽略不计的修正。
2021-04-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Viscous transport and Hall viscosity in a two-dimensional electron system
霍尔粘性是一种描述时间反演对称性破缺的二维系统中动量输运的非耗散响应函数。在经典的制度,霍尔粘度有助于粘性流动的二维电子在磁场的存在。我们观察到一个明显的,负的霍尔电阻率在低磁场中的介观尺寸,二维电子系统,这是由于霍尔粘度在不均匀的电荷流。理论分析支持的实验结果证实,霍尔粘度的观测条件与预测相关。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall
Classical versus Quantum Transport near Quantum Hall Transitions
在试图解决不同的实验结果之间的明显的分歧,量子霍尔跃迁附近的传输数据被解释通过识别两个不同的导电制度。"经典“制度,占主导地位的最近邻跳跃之间的本地化的导电水坑,体现了一个激活的电阻率公式,和量子化的霍尔绝缘体行为。在非常低的温度$T$,或远离临界点,交叉发生的“量子”输运制度占主导地位的可变范围跳跃。后者的特征在于不同的T-依赖性,然而,巧合的是,很难区分对填充分数的依赖性。
1999-04-11 cond-mat.mes-hall
Nonlocal edge state transport in the quantum spin Hall state
在没有任何外部磁场的情况下,我们提出了碲化汞量子阱中量子自旋霍尔制度的非局域输运的直接实验证据。数据最终表明,非耗散量子输运通过边缘通道发生,而接触导致边缘处的反向传播自旋态之间的平衡。结果表明,实验数据与量子自旋霍尔效应理论定量一致。
2009-05-04 cond-mat.mes-hall
Large thermal Hall coefficient in bismuth
通过测量磁场作用下铋单晶的电阻率、霍尔系数和热导率,系统地研究了铋单晶的热霍尔效应。通过与理论计算结果的比较,我们认为这主要是由于大的迁移率和低的热导率,这将为控制电子器件中的热流提供一条途径。
2012-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determining the spin Hall conductance via charge transport
我们提出了一个方案,其中运输测量的电荷电流和它的噪声可以用来确定自旋霍尔电导在一个四端设置。从散射的形式主义,我们表示的自旋电流和自旋霍尔电导的自旋相关的透射系数。这些系数然后表示在充电电流和噪声方面。我们使用该计划来表征自旋注入效率的铁磁/半导体界面。
2005-03-24 cond-mat.mes-hall
Non-local transport and the Hall viscosity of 2D hydrodynamic electron liquids
在受磁场作用的流体中,粘性应力张量具有由所谓的霍尔粘性控制的无耗散反对称分量。在这里,我们提出了一个全电的计划,允许在固态设备中的二维电子液体的霍尔粘度的测定。
2017-10-17 cond-mat.mes-hall
Magneto-transport of graphene and quantum phase transitions in the quantum Hall regime
我们研究了SiO2衬底支撑的单层石墨烯的磁输运和表征量子霍尔制度的量子相变,使用高达28 T的磁场和温度低至4 K。霍尔和纵向电阻率的温度依赖性的分析揭示了新的非普适性的临界指数的平台绝缘体转变。这些指数取决于控制电输运的无序类型,这些知识对于新的石墨烯纳米器件的设计和制造非常重要。
2012-04-17 cond-mat.mes-hall
Unusual Properties of Anisotropic Hall Gas: Implication to Metrology of the Integer Quantum Hall Effect
基于平均场论,研究了各向异性可压缩量子霍尔态的物理性质及其对整数量子霍尔效应的影响.研究发现,霍尔气体具有不寻常的热力学性质,如负压和负压缩性,以及不寻常的输运性质。半填充态的输运性质和密度分布与实验中发现的各向异性态在高朗道能级的输运性质和密度分布一致。由于负压的作用,在体中形成的霍尔气体不会扩散而是收缩,并且在有限温度下,霍尔气体的条带会产生异常的电输运。在有限温度和有限注入电流下的电导与最近的整数量子霍尔效应的崩塌和击穿现象的实验相一致。作为副产品,存在一个新的量子霍尔区,耗散量子霍尔区,其中霍尔电阻是精确量子化的,即使在小的纵向电阻的系统。
2002-04-16 cond-mat.mes-hall hep-th
Revealing topological Dirac fermions at the surface of strained HgTe thin films via Quantum Hall transport spectroscopy
我们证明了应变碲化汞薄膜中电子通过拓扑狄拉克表面态输运的证据。在高垂直磁场下,我们发现电子输运达到量子霍尔制度与消失的电阻。此外,量子霍尔输运光谱揭示了耦合狄拉克表面态的相对论朗道能级的能量分裂。这项研究为拓扑绝缘体(TI)板的量子霍尔效应、二维和三维TI之间的交叉机制以及薄TI膜与探索自旋电子学和量子电路功能的相关性提供了新的见解纳米电子学。
2017-04-28 cond-mat.mes-hall
Unconventional Correlation between Quantum Hall Transport Quantization and Bulk State Filling in Gated Graphene Devices
我们报告同时传输和扫描微波阻抗显微镜检查之间的相关性运输量子化和填充的散装朗道水平在量子霍尔制度在门控石墨烯设备。令人惊讶的是,这些测量结果的比较表明,量子化的运输通常发生在低于散装朗道能级的完全填充,当散装仍然是导电的。这一结果指出了一个修正的理解运输量化时,载波积累门控。讨论了石墨烯中的量子霍尔效应对输运研究的影响以及其他二维电子系统中的相关拓扑态。
2016-10-28 cond-mat.mes-hall
Investigation of nonlocal transport associated with the orbital Hall effect in Ti
Keio University(庆应义塾大学)
研究单层钛霍尔条的非局域输运,探讨由轨道霍尔效应驱动的轨道电流输运特征,发现非局域电阻与中央通道宽度有关,排除欧姆旁路贡献后,推测存在由轨道霍尔效应驱动的非局域输运。
2026-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Alternative approach to computing transport coefficients: application to conductivity and Hall coefficient of hydrogenated amorphous silicon
我们介绍了一个理论框架计算复杂材料的输运系数。作为第一个例子,我们解决了长期存在的不一致的实验和理论有关的非晶硅的导电性和霍尔迁移率,并表明霍尔符号异常是局部状态的后果。接下来,我们计算了无定形聚苯胺的交流电导率。该形式适用于涉及源自静态拓扑无序和扩展态的缺陷和带尾态的复杂材料。该方法可以容易地与当前的\textit{ab initio}方法集成。
2010-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Universality in the Crossover between Edge Channel and Bulk Transport in the Quantum Hall Regime
提出了一种新的整数量子霍尔效应的理论方法,它能够描述平台间跃迁以及向霍尔绝缘体的跃迁。我们发现两个政权(金属和绝缘体)的顶部朗道能级,其中耗散体电流出现在不同的方向。这些区域由一个温度不变点分开。
1998-02-05 cond-mat.mes-hall
Skyrmions and Hall Transport
我们推导出一套广义的沃德恒等式,捕捉霍尔传输的拓扑电荷的影响。沃德恒等式是由2+1维动量代数导出的,其中包含一个与拓扑电荷密度成正比的中心延拓。在存在的拓扑对象,如Skyrmions,我们观察到,中心项导致霍尔热导率和拓扑电荷密度之间的直接关系。我们把这个关系推广到磁场和电流的影响。拓扑电荷密度产生一个独特的签名,在电霍尔电导率,这是在现有的实验数据中确定的,并产生进一步的新的预测。对于具有平移不变性的绝缘材料,霍尔粘度可以直接从Skyrmion密度和作为动量的函数测量的霍尔热导率确定。
2016-09-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-ph
A New Transport Regime in the Quantum Hall Effect
本文描述了一个新的低温传输机制附近的量子霍尔到绝缘体转变的实验识别和表征。在这种情况下,各种各样的传输数据都可以用一种简单的唯象形式来描述,这种形式一方面与量子霍尔或绝缘行为不一致,另一方面也与量子临界或标度描述明显不一致。我们无法确定这种新的制度是否代表一个明确定义的状态,或者是有限的温度和样本量测量的结果。
1997-06-05 cond-mat.mes-hall
Controllable intrinsic DC spin/valley Hall conductivity in ferromagnetic silicene: Exploring a fully spin/valley polarized transport
本文研究了在垂直于硅烯片的电场作用下,掺杂铁磁硅烯的本征直流自旋和谷霍尔电导。通过计算它的能谱和波函数,并利用Kubo形式,我们得到了横向霍尔电导率的一般关系式,它可用于计算自旋霍尔电导率和谷霍尔电导率。在交换场的零极限下,我们的结果退化为以前的结果。进一步讨论了铁磁硅烯中自旋和谷极化电调谐输运,得到了观察到完全自旋或谷极化输运的必要条件。
2015-10-07 cond-mat.mes-hall
Edge state transport through disordered graphene nanoribbons in the quantum Hall regime
石墨烯纳米带中存在强无序在高电荷密度下产生低迁移率扩散传输,而在低密度下发生传输间隙。在这里,我们调查的纵向和横向的磁阻窄(60 nm)纳米取向在六端霍尔酒吧的几何形状。在B= 11 T时,在$σ_{xy}=\pm2e^2/h$、$\pm6e^2/h$和$\pm10e^2/h$处出现量子霍尔平台,其朗道能级间距大于朗道能级展宽。有趣的是,当零能量朗道能级出现在电荷中性点时,量子霍尔机制中的输运能隙并没有消失,这意味着它不能起源于横向限制能隙。在高电荷密度,纵向和霍尔电阻表现出可再现的波动,这是最明显的霍尔平台之间的过渡区。偏置相关的测量强烈表明,这些波动可以归因于无序带中的相位相干散射。
2012-08-31 cond-mat.mes-hall
Transport properties of non-equilibrium systems under the application of light: Photo-induced quantum Hall insulators without Landau levels
本文利用Floquet图象研究了非平衡系统在光的作用下的输运性质。我们提出并证明了量子输运性质可以控制的材料,如石墨烯和拓扑绝缘体,通过应用光。值得注意的是,在非共振光的应用下,可以诱导拓扑输运性质;这些系统在没有磁场的情况下表现出量子霍尔效应,霍尔电导接近量子化,实现了Haldalle首次提出的没有朗道能级的所谓量子霍尔系统。
2011-10-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Nonequilibrium superfield and lattice Weyl transform transport approach to quantum Hall effect
利用Buot超场和格点Weyl变换非平衡量子输运理论,导出了电导率中整数量子霍尔效应的拓扑Chern数.该方法自然是直接的,适用于处理非平衡系统的外部电磁场作用。通过非平衡量子输运方程,我们确定了有效(~p; ~q; E; t)相空间中的拓扑不变量,一般不是电场中的一阶不变量,而是梯度展开中的一阶不变量.我们还得到了久保电流的相关霍尔电流作为我们的新的运输方法的副产品。计算了与轨道磁矩有关的Berry曲率。
2021-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Detection of Quantum Hall Fluctuations in Graphene
在电荷中性点附近进行了低温磁导测量。在CNP附近确定了波动的两个来源。在非常低的磁场下,仅存在介观磁导量子干涉特征,其作为密度的函数迅速发展。在稍高的场(> 0.5T)下,接近CNP,额外的波动跟踪单层石墨烯预期的量子霍尔序列。这些额外的功能是由于局部充电的个人量子霍尔(QH)局域态的影响。这些效应揭示了量子霍尔效应(QHE)的前体,因为与QH点充电效应的先前传输观测不同,它们在没有量子霍尔平台或Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的情况下发生。从我们的传输数据中,我们能够提取表征设备中不均匀性的参数。
2009-12-18 cond-mat.mes-hall
Interplay between the coherent and incoherent transport in quantum Hall bilayers
我们系统地研究了在$ν_{tot}=1/2+1/2$中GaAs双层膜中形成的激子BCS凝聚体中的相干输运(约瑟夫森隧穿和逆流电流)及其击穿导致的非相干电荷流。三种不同层间距样品的约瑟夫森电流相差四个数量级。相反,$ν_{tot}=1$量子霍尔态的击穿阈值是相当的。此外,在Corbino环的库仑阻力揭示了相干逆流电流与耗散电荷输运共存。
2014-06-02 cond-mat.mes-hall
Spin-valley Hall transport induced by spontaneous symmetry breaking in half-filled zero Landau level of bilayer graphene
当手征对称性被破坏时出现的本征霍尔电导率是未来低能耗器件的核心,因为它可以产生非耗散电荷中性电流。即使对于中心对称的晶体材料,电子关联也会导致对称性破缺。然而,由这种自发对称性破缺引起的本征霍尔电导率产生非耗散电荷中性电流在实验上是难以捉摸的。在这里,我们报告固有的霍尔电导率和产生的非耗散电荷中性电流的自发反铁磁状态的零朗道水平的双层石墨烯,其中自旋和谷对比霍尔电导率已被理论预测。我们进行了非局域输运实验,发现了局域电阻和非局域电阻之间的立方标度关系,作为本征霍尔效应的有力证据。这种自发霍尔输运的观测是理解电子相关效应对非耗散输运的一个里程碑。我们的结果也铺平了一条道路,通过在这种对称性破缺状态下的自旋和谷的耦合与谷霍尔效应在非磁性石墨烯的自旋电流的发电。
2019-05-08 cond-mat.mes-hall
Edge State Transport of Separately Contacted Bilayer Systems in the Fractional Quantum Hall Regime
从理论上讨论了双层分数量子霍尔系统的霍尔电阻和对角电阻。双层具有分别附接到每一层的电极。它们被假定为弱耦合层间隧穿,而层间库仑相互作用是可以忽略不计的小。结果表明,电阻的源漏电压依赖性反映了边缘态的Luttinger液体参数。
1999-06-14 cond-mat.mes-hall
Hall coefficient and magnetoresistance of 2D spin-polarized electron systems
最近对2D霍尔电阻的测量表明,霍尔系数与所施加的面内磁场无关,即,系统的自旋极化。本文采用基于屏蔽理论的半经典输运方法计算了自旋极化二维系统的弱场霍尔系数和磁电阻。我们求解了包含电子-电子相互作用的双载流子体系的耦合动力学方程。我们发现屏蔽的减弱和电子-电子相互作用抑制了霍尔系数的面内磁场依赖性。然而,面内磁电阻主要由系统屏蔽的变化决定,因此可以是强烈的场依赖性。
2006-01-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Observation of Chiral Heat Transport in the Quantum Hall Regime
利用沿毫米级二维电子系统(2DES)边缘放置的微米级加热器和温度计研究了量子霍尔体系中的热输运。加热器依赖于局部电流注入到2DES,而温度计是基于热电效应。在$ν= 1$整数量子化霍尔态中,热电信号仅在边缘温度计处于加热器的“下游”(在电子边缘传输的意义上)时才出现在边缘温度计处。当加热器和温度计之间的距离增加时,热电信号减小,表明电子在沿边缘传播时冷却。
2008-10-17 cond-mat.mes-hall
High magnetic field induced charge density waves and sign reversal of the Hall coefficient in graphite
本文研究了高取向热解石墨准二维电子系统在强磁场作用下,在磁场中产生的电荷密度波和霍尔系数符号反转。在低温高磁场下,电荷密度波跃迁后,霍尔符号系数由负变正,表明类空穴准粒子在这种效应中起作用。随角变化的测量结果表明,电荷密度波跃迁和霍尔符号反转场遵循沿石墨c轴的磁场分量。
2010-06-06 cond-mat.mes-hall
Unconventional Features in the Quantum Hall Regime of Disordered Graphene: Percolating Impurity States and Hall Conductance Quantization
我们报告在无序石墨烯中形成临界态,在量子霍尔制度中的变量和非常规输运性质的起源,例如在没有能带隙和朗道能级简并断裂的情况下的零能量霍尔电导平台。通过使用有效的实空间输运方法,我们计算了大尺寸石墨烯片的耗散和霍尔电导率与随机分布的模型单和双空位。通过分析输运系数随缺陷密度、系统尺寸和磁场长度的标度关系,我们阐明了反常量子霍尔特性的起源是磁场依赖的杂质态,它在某些临界能量处发生渗透。这些发现揭示了未识别的状态和量子输运异常实验报告。
2016-02-18 cond-mat.mes-hall
Anomalous Edge Transport in the Quantum Anomalous Hall State
通过第一性原理计算,我们预测了Cr掺杂(Bi,Sb)$_2$ Te $_3$磁性拓扑绝缘体薄膜具有与手征边缘态共存的无带隙非手征边缘态.这种无间隙的非手性态不能免疫于背散射,这将解释在该系统中实验观察到的量子反常霍尔(QAH)态中的耗散输运。本文利用Landau-Büttiker方法研究了手征态和非手征态的边缘输运,发现纵向电阻不为零,而霍尔电阻量子化为$h/e^2$ .特别是,纵向电阻可以大大减少增加一个额外的浮动探针,即使它不使用,而霍尔电阻保持在量化值。我们提出了几个传输实验来检测耗散的非手征边缘通道。这些结果将有助于实现QAH态在磁性拓扑绝缘体中的纯无耗散输运。
2013-06-07 cond-mat.mes-hall
Dissipation effects in spin-Hall transport of electrons and holes
考虑到半导体中载流子的有限动量弛豫时间,我们利用Kubo公式在正确的零频极限下研究了半导体中电子和空穴的自旋霍尔效应.这种方法可以分析最近的理论研究结果的有效性范围。特别是,自旋霍尔电导率消失消失的自旋轨道耦合,如果正确的零频率限制进行。
2004-02-12 cond-mat.mes-hall
Frequency Dependent Electrical Transport in the Integer Quantum Hall Effect
本文综述了交流量子霍尔效应的研究现状,着重介绍了近年来交流量子霍尔效应的理论发展。特别是,数值方法计算的频率依赖的霍尔和纵向电导率的非相互作用的电子被认为是详细的。给出了临界点处的频率标度和霍尔电导率与量子化平台值的频率相关偏差的结果。
2003-03-11 cond-mat.mes-hall
Neutral mode heat transport and fractional quantum Hall shot noise
研究了分数量子霍尔体系中具有一个或多个反向传播中性模的非平衡边缘态输运。我们考虑一个设置,其中的中性模式被加热的热点,和由中性模式的热传输的霍尔酒吧的上下边缘之间的温度差的原因。这种温度差是由它引起的量子点接触散射的过量噪声探测的。我们发现,在量子点接触的多余的噪声提供了证据,对传播的中性模式,我们计算其依赖于两个边缘之间的温度差和源漏偏置。
2010-12-01 cond-mat.mes-hall
Transport study of Berry's phase, the resistivity rule, and quantum Hall effect in graphite
传输测量表明,在霍尔,$R_{xy}$,和对角,$R_{xx}$,电阻的强烈振荡,并在最低温度下,在三维高取向热解石墨(HOPG)表现出霍尔平台。与此同时,基于Shubnikov-de Haas振荡的Berry相分析表明,石墨不同于GaAs/AlGaAs 2D电子系统、3D n-GaAs外延层、半导体$Hg_{0.8}Cd_{0.2}Te$和其他一些系统。最后,我们观察运输数据遵循$B\times dR_{xy}/dB \approx - ΔR_{xx}$。这个特征与观察到的振荡$R_{xx}$和$R_{xy}$的相对相位一致。
2010-10-04 cond-mat.mes-hall
Spin and Charge Transport of Multi-Orbital Quantum Spin Hall Insulators
在SiC上制造铋烯为由V族原子制成的室温量子自旋霍尔绝缘体的衬底工程铺平了道路。我们在这些二维材料中进行大规模量子输运计算,以分析拓扑结构、无序、谷和自旋自由度之间相互作用所产生的丰富现象。为此,我们考虑一个最小的多轨道实空间紧束缚哈密顿量,并使用切比雪夫多项式展开技术。我们讨论了无序、亚晶格分辨势和Rashba自旋轨道耦合对量子自旋霍尔态的影响。
2018-11-13 cond-mat.mes-hall
Hydrodynamic electron transport in graphene Hall-bar devices
我们考虑流体动力学电子输运在霍尔杆几何。该理论是为非伽利略不变的电子液体系统开发的。我们表明,由长程无序和门控引起的电子密度的不均匀性导致流体动力学传输模式和相对于电子液体的传输之间的混合。对于接近电荷中性的石墨烯系统,这些效应导致流体动力学流动与电荷传输的强耦合。结果,系统的有效电导率可显著超过电子液体的固有电导率。我们得到的系统的热电输运系数作为密度的函数在清洁和无序为主的制度之间的全交叉区域的解析表达式。
2022-04-22 cond-mat.mes-hall
Unified Semiclassical Theory of Nonlinear Hall Effect:Bridging Ballistic and Diffusive Transport Regime
本文基于Boltzmann输运方程建立统一半经典框架,结合广义边界条件桥接弹道与扩散输运区域,揭示非线性霍尔效应源于Berry曲率偶极子与Fermi面积分的竞争,为有限尺寸系统提供理论见解与分析工具。
2025-08-10 cond-mat.mes-hall
Observation of giant nonreciprocal charge transport from quantum Hall states in a topological insulator
本文研究了拓扑绝缘体器件中由量子霍尔态介导的非互易电荷输运现象,发现其源于量子霍尔态与狄拉克表面态的不对称散射,并观测到高达2.26*10^5 A^-1的巨型非互易系数,为未来电子器件发展奠定基础。
2024-03-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Transport Currents and Persistent Currents in Solids: Orbital Magnetism and Hall Effect of Dirac Electrons
固体中的电子电流的特征确实是多种多样的,取决于环境,例如导致耗散的非平衡传输电流和平衡流动的持续电流。在许多情况下,这些电流之间的差异可能是明显的,而在某些情况下则不是。对后一种情况的理论研究结果将作简要介绍,重点是轨道磁中的磁场带间效应和狄拉克电子的霍尔效应。
2009-11-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Robust Helical Edge Transport in Quantum Spin Hall Quantum Wells
我们发现,在基于量子自旋霍尔系统的狄拉克点的掩埋可以产生意想不到的鲁棒性的边缘状态的磁场。详细的${\bf k\cdot p}$能带结构分析表明,InAs/GaSb和HgTe/CdTe量子阱表现出这样的埋狄拉克点。通过模拟运输中的一个有效的模型内描述的无序系统,我们进一步证明,埋狄拉克点产生近量子化的边缘传导到大磁场,与最近的实验一致。
2017-09-14 cond-mat.mes-hall
Quantum transport in oxide nanostructures
我们描述的磁输运实验进行霍尔交叉量子线在LaAlO 3/SrTiO 3接口。Shubnikov-de Haas振荡在14 nm宽的结构中测量,表现出与自旋轨道耦合或谷简并一致的调制。在6 nm宽的霍尔交叉上进行的霍尔测量揭示了与磁相的耗散耦合。霍尔平台观察到偏离二维量子霍尔同行显着。霍尔电阻的非单调下降归因于一维限制和自旋轨道耦合。
2011-03-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topical Review on Skyrmions and Hall Transport
我们回顾了最近的进展,对绝缘以及导电材料的Skyrmion霍尔运输的理解。首先,我们考虑一个理论突破的基础上的量子场论沃德恒等式,第一原理分析,依赖于对称性和守恒定律。破缺宇称(反转)对称性在Skyrmion Hall输运中起着至关重要的作用。除了众所周知的热和电霍尔电导率,我们的分析使我们发现了一个新的和不可预见的物理量,霍尔粘度-反对称部分的粘度张量。我们提出了一种简单的方法来确认霍尔粘度的存在,在霍尔电导率作为动量的函数的测量。我们提供各种背景资料以帮助读者理解量子场论沃德恒等式。第二部分综述了导电(绝缘)磁体的Skyrmion霍尔效应和拓扑(磁振子)霍尔效应的理论和实验研究进展。为此,我们考虑两个包络主题:自旋力矩和热电磁效应。首先,我们概述了各种自旋力矩,如自旋转移力矩,自旋轨道力矩,自旋霍尔力矩,广义Landau-Lifshitz-Gilbert方程和Thiele方程使用唯象方法。其次,我们考虑不可逆热力学调查可能的热电磁效应,如塞贝克,帕尔贴和汤普森效应的存在下的电流,随着霍尔效应的存在下的背景磁场。最近开发的自旋塞贝克效应也是调查的重要组成部分。我们还提供广泛的背景材料,使这一审查自成一体。最后,我们从沃德恒等式的观点重新讨论了Skyrmion Hall输运。
2019-07-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Ferroelectricity-driven phonon Berry curvature and non-linear phonon Hall transports
Berry曲率(BC)控制着物质的拓扑相,并产生异常输运。当外加磁场时,声子可以通过自旋-晶格耦合间接地获得BC,导致线性声子霍尔效应。在这里,我们表明,极性晶格畸变直接耦合到一个声子BC偶极子,这将导致一个可切换的非线性声子霍尔效应。在SnS单层中,面内铁电性诱导声子BC并导致非易失性BC记忆效应的声子版本。作为一种新型的铁电-声子耦合,声子Rashba效应在倾斜Weyl声子模中产生并打开质量隙,导致大的声子BC偶极。此外,我们的从头算非平衡分子动力学模拟表明,非线性声子霍尔输运发生在一个可控的方式通过铁电开关。铁电性驱动的声子BC和相应的非线性声子输运为构造拓扑声子输运/存储器件提供了一种新的方案。
2022-11-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependent spin transport properties of Platinum inferred from spin Hall magnetoresistance measurements
利用磁化方向相关的磁电阻测量方法,研究了钇铁石榴石/铂混合结构中自旋霍尔磁电阻(SMR)的温度依赖性。我们的实验表明,随着温度的降低,SMR幅度下降。利用SMR对正常金属自旋输运性质的敏感性,我们解释了我们的数据在铂的自旋霍尔角从室温下的0.11到10 K下的0.075的减少,而自旋扩散长度和自旋混合电导的亚铁磁绝缘体/正常金属界面保持几乎恒定。
2014-06-06 cond-mat.mes-hall
Exciton Transport and Andreev Reflection in a Bilayer Quantum Hall System
我们表明,逆流电流可以移动通过大量的激子量子化霍尔相发现在双层二维电子系统(2DES),即使带电激发不能。这些逆流电流由中性激子传输,中性激子通过Andreev反射过程在环形2DES样品的内部和外部边界处发射和吸收。
2011-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Transport in quantum spin Hall edges in contact to a quantum dot
研究了嵌入量子点的量子自旋霍尔棒中的输运机制,电子在其中局域化并经历库仑相互作用U和自旋翻转过程λ.我们用非平衡格林函数来解决这个问题。我们专注于线性响应机制和处理多体相互作用的量子蒙特卡罗。U和λ的作用是竞争性的,诱导的运输通过不同的通道进行。这两种机制可以通过用栅极电压改变点的占用来切换。
2016-10-10 cond-mat.mes-hall
Hall Viscosity and Momentum Transport in Lattice and Continuum Models of the Integer Quantum Hall Effect in Strong Magnetic Fields
霍尔粘度描述了一个非耗散的应变系统的时间反演对称性破缺。我们开发了一种基于动量输运的计算强磁场中晶格系统的霍尔粘度的新方法,我们将其与Tu等人[Phys.Rev.B88195412(2013)]和Zaletel等人[Phys.Rev.Lett. 110 236801(2013)]的非交互系统。我们比较了磁场中正方晶格紧束缚模型和连续整数量子霍尔效应(IQHE)模型的霍尔粘滞系数,发现当磁场长度远大于晶格常数时,两者的结果是一致的,但随着磁场强度的增大,两者的结果出现偏差.我们还将相对论电子在磁场中的霍尔粘滞系数(Dirac IQHE)与传统的IQHE联系起来。当磁场长度远大于晶格常数时,在磁场中的格点狄拉克模型的霍尔粘性与连续狄拉克霍尔粘性一致。我们还表明,霍尔粘度的晶格模型偏离进一步从连续模型,如果$C_4$对称性的正方形晶格被打破$C_2$,但偏差再次最小化的磁长度的增加。
2015-02-18 cond-mat.mes-hall
Two-terminal transport along a proximity induced superconducting quantum Hall edge
我们研究电输运沿整数量子霍尔边缘的邻近效应是由于诱导耦合到超导体。这样的边缘表现出两个马约拉纳-外尔费米子与不同的群速度设置的诱导超导配对。我们表明,这种结构的光谱结果在干涉条纹,可以观察到在两个终端的电导和散粒噪声。我们开发了一个完整的分析理论,这样的条纹为任意光滑的轮廓的诱导配对。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Transport of Graphene in the Quantum Hall Regime
我们研究了对称性完全破缺的整数量子霍尔(QH)效应在夹在两个单晶六方氮化硼衬底之间的超高迁移率石墨烯器件中的击穿。通过直流霍尔偏压下的非线性输运,定量地研究了QH态的演化和稳定性。讨论了量子氢在石墨烯中的击穿机制以及费米能随霍尔电场的移动。这是第一次对对称性破缺QH态的稳定性进行全面的研究。我们的结果提高了v=6态可能是量子电阻标准的更好目标的可能性。
2016-11-14 cond-mat.mes-hall
Cryogenic scanning force microscopy of quantum Hall samples: Adiabatic transport originating in anisotropic depletion at contact interfaces
在基于(Al,Ga)As/GaAs异质结的量子霍尔样品上制备了各向异性磁电阻和本征绝热输运特性。我们成功地探测这些运输功能的微观起源与低温扫描力显微镜(SFM)通过测量局部电位分布内的二维电子系统(2DES)。这些局部测量揭示了不可压缩的条带的存在下,在前面的接触与绝缘性能取决于接触/2DES界面线相对于异质结构的晶轴的取向。这样的观察给了“非理想接触”一词另一个微观意义,这个词在应用于量子霍尔效应的朗道-比提克形式主义的上下文中使用。
2010-03-27 cond-mat.mes-hall
Valley Hall Effect and Nonlocal Transport in Strained Graphene
石墨烯经受高水平的剪切应变导致强的伪磁场,导致朗道能级的出现。在这里,我们表明,与适度的应变水平,石墨烯也可以维持一个经典的谷霍尔效应(VHE),可以在非局域传输测量检测。我们提供了一个理论的应变诱导VHE从量子玻尔兹曼方程。这使我们能够表明,平均超过短程杂质配置破坏谷之间的量子相干性,留下的弹性散射时间和谷间散射率作为唯一的参数表征输运理论。利用该理论,我们计算了扩散状态下霍尔栅器件的非局部电阻。我们的理论也适用于研究其他二维材料和范德华异质结构的(非局部)输运性质中的适度应变效应。
2016-11-20 cond-mat.mes-hall
Quantum transport by spin-polarized edge states in graphene nanoribbons in the quantum spin Hall and quantum anomalous Hall regimes
采用非平衡Green \noindent方法和Keldysh方法,研究了自旋轨道相互作用和时间反演对称性破缺交换场对石墨烯扶手椅型纳米带非平衡量子输运的影响.我们确定签名的量子自旋霍尔(QSH)和量子反常霍尔(QAH)相在非平衡边缘传输通过计算自旋分辨的真实空间电荷密度和本地电流在纳米边缘。我们发现,QSH阶段,这是实现在一个系统中具有内在的自旋-轨道耦合,其特征在于由手性反传播的本地自旋电流加起来的净电荷流与相反的自旋极化的边缘。在QAH阶段,出现在Rashba自旋-轨道耦合和铁磁交换场的存在下,具有相反自旋的两个手性边缘通道在每个边缘处沿相同方向传播,产生未极化的电荷电流和量子化的霍尔电导$G = 2 e^2/h$。增加内在的自旋-轨道耦合导致从QAH到QSH相的转变,表现为非平衡边缘输运的特征变化。相反,反铁磁交换场可以与QSH相共存,但由于结合了时间反演和亚晶格平移对称性的对称性,永远不会诱导QAH相。
2018-07-18 cond-mat.mes-hall
Collective transport properties of bilayer-quantum-Hall excitonic condensates
量子霍尔体系中的双层电子系统,当层靠近在一起时,总朗道能级填充因子接近于奇数时,具有激子凝聚基态。在本文中,我们讨论了这些国家的微观物理和最近的进展,建立一个理论的异常集体输运效应,发生在单独接触的双层时,冷凝物存在。
2003-10-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el