Chern Bands' Optimally Localized Wannier Functions and Fractional Chern Insulators
针对分数陈绝缘体研究中孤立陈能带实空间表示的需求，提出通过最优规范选择构造陈能带最优局域Wannier函数的方法，应用于kagome晶格并识别出利于分数陈绝缘体形成的相互作用通道。
2024-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Thermal crossover from a Chern insulator to a fractional Chern insulator in pentalayer graphene
本研究通过理论分析五层石墨烯的温度依赖输运数据，揭示其从低温量子反常霍尔效应到高温分数量子反常霍尔效应的转变为相互作用与无序竞争导致的热渡越现象，并解释了低温下后者受抑制的载流子局域化机制。
2024-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable Correlated Chern Insulator and Ferromagnetism in Trilayer Graphene/Boron Nitride Moiré Superlattice
对强磁场中二维电子系统的研究首次揭示了量子霍尔（QH）效应，这是一种具有有限陈数（C）和手征边缘态的物质拓扑状态。后来，Halfman提出理论，即使在零磁场下，具有整数QH效应的Chern绝缘体也可以出现在具有复杂跳跃参数的晶格模型中。ABC-三层石墨烯/六方氮化硼（TLG/hBN）莫尔超晶格提供了一个有吸引力的平台，以探索陈氏绝缘体，因为它具有几乎平坦的莫尔能带与谷依赖的电可调陈氏数。在这里，我们报告的相关陈绝缘体的TLG/hBN云纹超晶格的实验观察。我们发现，扭转所施加的垂直电场的方向开关TLG/hBN的莫尔波的微带之间的零和有限的陈数，揭示了在磁输运行为的巨大变化。对于调谐为具有有限陈氏数的拓扑孔迷你带，我们专注于1/4填充，对应于每个莫尔晶胞一个孔。当|B| > 0.4 T时，霍尔电阻在h/2 e ~ 2（即C = 2）处被很好地量化。相关的陈氏绝缘体是铁磁性的，表现出显着的磁滞和一个大的异常霍尔信号在零磁场。我们在零磁场下发现C = 2的陈氏绝缘体，这将为在近乎平坦且拓扑非平凡的莫尔迷你带中发现新的相关拓扑态（可能具有新的拓扑激发）提供令人兴奋的机会。
2019-05-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hofstadter subband ferromagnetism and symmetry broken Chern insulators in twisted bilayer graphene
在双层石墨烯旋转故障θ =1.1度，层间隧穿和旋转错位合谋创建一对低能量平带，已被发现主机在部分填充各种相关的现象。迄今为止，大多数工作集中在零磁场相图上，其中磁场（B）用作B=0能带结构的探针。在这里，我们表明，扭曲的双层石墨烯（tBLG）在低至2 T的B主机的铁磁陈绝缘体与陈数|C| = 1，2和3的级联。我们认为，陈省身绝缘体的出现是驱动的相互作用的莫尔超晶格与B，这赋予平坦带的子结构的拓扑非平凡的子带特征的霍夫施塔特蝴蝶。新的相位可以用斯通纳图来解释，在斯通纳图中，交换相互作用有利于极化成一种或多种自旋和谷-同位旋的味道;然而，与传统的量子霍尔铁磁体相反，电子会极化成一个到四个陈数C=-1的单一霍夫施塔特子带的副本。特别是在C= \pm 3绝缘体的情况下，B催化从自旋和谷非极化的B=0状态到铁磁状态的一级相变。不同于其他莫尔异质结构，tBLG实现了霍夫斯塔德问题的强晶格极限，并拥有与全带宽W相当的库仑相互作用，因此比单个霍夫斯塔德子带的宽度强得多。在我们的实验数据中，库仑相互作用的主导地位，体现通过陈绝缘状态的外观与自发破缺超晶格对称性在半填充的C=-2的子带。我们的实验表明，tBLG可能是一个理想的场所，探讨强相互作用限制部分填充的Hofstadter带。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
A mechanism for anomalous Hall ferromagnetism in twisted bilayer graphene
我们使用最低朗道能级模型来研究最近在扭曲双层石墨烯中观察到的异常霍尔效应。这种有效的模型是植根于陈能带的出现，这是由于石墨烯器件与其封装衬底之间的耦合而产生的。我们的模型表现出相变从自旋谷极化绝缘体的部分或完全谷非极化金属的带宽增加相对于相互作用强度，与实验观察一致。与标准量子霍尔铁磁性形成鲜明对比的是，平坦带的陈数结构排除了谷间相干相的不稳定性，但允许在大的相互作用各向异性下的激子涡旋晶格。
2020-04-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
High-$T_c$ $d^{0}$ ferromagnetism in a doped Mott insulator: the case of hydrogenated epitaxial graphene on SiC(0001)
通过第一性原理计算，我们发现在某些SiC衬底上的电子掺杂氢化外延石墨烯中可以实现高居里温度的$d^{0}$铁磁性（$T_c$）.原始系统被发现是一个莫特绝缘体独立的SiC多型体（2 $H$，4 $H$或6 $H$），然而，在磁相互作用的调制中发挥了重要作用。载流子掺杂通过双交换机制增强了铁磁耦合，实现了反铁磁性到铁磁性的相变。在2 $H$ -SiC上预测了约400 K的$T_c$。我们采用非简并的哈伯德模型来描述SiC在原子内库仑排斥和原子间跳跃相互作用中对界面磁性的影响。
2015-05-26 cond-mat.mes-hall
Flat-band ferromagnetism in a topological Hubbard model
我们研究了一个拓扑哈伯德模型内的玻色化形式主义的平带铁磁相，特别是，确定自旋波激发谱。本文考虑正方形格子哈伯德模型的1/4填充，其自由电子项为π-通量模型，具有拓扑非平凡的近平坦能带.引入电子自旋，使得模型要么明确地打破时间反演对称性（相关平带陈氏绝缘体），要么在时间反演对称性下是不变的（相关平带$Z_2$拓扑绝缘体）。对于平带陈和拓扑绝缘体，我们推广了先前在填充因子ν=1的均匀和垂直磁场中为二维电子气开发的玻色化形式体系[Phys.Rev.B71，045339（2005）]。我们表明，在玻色子化方案，拓扑哈伯德模型映射到一个有效的相互作用玻色子模型。我们考虑在谐波近似下的玻色子模型，并表明，对于相关的陈氏绝缘体，自旋波激发谱是无隙的，而对于相关的拓扑绝缘体，有隙的。我们简要地评论玻色子-玻色子（自旋波-自旋波）耦合的可能影响。
2015-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
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
Crystal-symmetry preserving Wannier states for fractional chern insulators
近年来，人们提出了许多分数阶陈氏绝缘体的数值证据，即当陈氏带部分填充时，晶格上的分数阶量子霍尔态。分数Chern绝缘体的一些试探波函数可以通过Wannier态表示将定义在连续体中的分数量子Hall波函数映射到晶格上来获得（Phys. Rev. Lett. 107，126803（2011）），其中朗道能级中的单粒子朗道轨道被识别为具有陈数C = 1的陈带的一维Wannier态。然而，这种映射一般破坏了格点群对称性。在本文中，我们讨论了修改映射以适应晶格旋转对称性的一般方法。通过这种修改后的映射构造的波函数应该作为更好的试验波函数，以比较的数值，也作为基础，为分数陈绝缘体的晶格对称性保持赝势形式主义的建设。本文主要研究正方晶格的$C_4$旋转对称性。类似的分析可以直接推广到具有$C_6$对称性的三角形或六边形晶格。我们还将讨论推广到分数阶陈氏绝缘体的晶格对称性与高陈氏数带。
2013-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anderson localization and topological transition in Chern insulators
基于二分格分析了具有非平凡拓扑的二维无序系统的拓扑跃迁和局域演化。时间反演对称性破缺的陈氏绝缘体表现出非标准的行为，无序实现只选择性地分布在一个子晶格上。的陈数生存到一个更强的无序强度（一个数量级以上）比均匀分布的无序的情况下，在强无序的情况下，最终状态是金属。
2015-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Fractional Chern Insulators in Bands with Zero Berry Curvature
即使一个无相互作用的系统在布里渊区各处的贝里曲率为零，也有可能引入相互作用来稳定分数陈氏绝缘体。这些相互作用必然打破时间反演对称性（自发地或明确地），并具有改变底层能带结构的效果。我们概述了一些方法，这可能是实现的，并显示如何类似的相互作用也可以用来创建一个（时间反演对称）分数拓扑绝缘体。虽然我们的方法是严格的限制长程相互作用，我们数值表明，即使是短程相互作用的分数陈省身绝缘体可以稳定在一个带零贝里曲率。
2015-11-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Localization properties of Chern insulators
本文研究了任意维任意带数的陈氏绝缘体中等时电子格林函数的局域化性质。我们证明了，如果哈密顿量是有限范围和量子霍尔响应是非零的格林函数不能超指数衰减。对于一般的带哈密顿量（可能是无限程），我们证明了格林函数不能有限程，如果量子霍尔响应是非零的。证明使用代数几何的方法。
2018-10-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quasiparticle Berry curvature and Chern numbers in spin-orbit coupled bosonic Mott insulators
研究了冷原子光晶格中二维自旋轨道耦合玻色莫特绝缘体的基态拓扑和准粒子性质。我们证明了多体Chern数和自旋Chern数可以表示为布里渊区上准空穴Berry曲率的积分。使用强耦合微扰理论，对于实验上可行的自旋-轨道耦合，我们计算了Berry曲率和自旋Chern数，并发现这些量可以纯粹由相互作用产生。我们还计算了准粒子色散、谱权以及粒子和自旋密度的准动量空间分布，这些可以在冷原子实验中获得，并用于推导Berry曲率和Chern数。
2013-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Entangled Moire Chern Insulator in Rhombohedral Graphene
Peking University（北京大学）；National Institute of Material Sciences（国立材料研究所）；Collaborative Innovation Center of Quantum Matter（量子物质协同创新中心）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
在rhombohedral八层石墨烯/ hBN莫尔超晶格中，发现C=1的本征陈绝缘体，其在v=2填充时表现出量子反常霍尔效应。
2025-12-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum geometric bound for saturated ferromagnetism
本文提出基于电子波函数量子几何的通用条件以实现饱和铁磁性，证明量子几何在强关联极限下稳定Goldstone模式，并严格证明平庸量子几何系统禁止饱和铁磁性。
2024-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Tunable ferromagnetism at non-integer filling of a moiré superlattice
魔角扭曲双层石墨烯（MATBG）和ABC-三层石墨烯与六方氮化硼（ABC-TLG/hBN）排列的莫尔超晶格产生的平带已被证明会引起有趣的相关电子现象，如相关绝缘体和超导性。最近，在这类以n 0的整数倍为中心的层状结构中发现了与相关陈氏绝缘体相关的轨道磁性，n 0的密度对应于每个莫尔超晶格晶胞中的一个电子。本文报道了ABC-TLG/hBN莫尔超晶格中平坦Chern带分数填充时的铁磁性实验观察。铁磁状态具有突出的铁磁磁滞行为与大的异常霍尔电阻率在一个广泛的区域的密度，集中在价迷你带在n = -2.3 n 0。这种铁磁性非常敏感地依赖于莫尔系统中的控制参数：不仅可以通过调整载流子密度和位移场来调制异常霍尔信号的幅度，还可以调制滞后铁磁响应的符号。我们在非整数填充的莫尔陈氏带中发现了电可调铁磁性，这突出了在莫尔异质结构中探索新的相关铁磁态的机会。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spontaneous fractional Chern insulators in transition metal dichalcogenides Moire superlattices
在二维异质结构中实现的莫尔超晶格为研究强关联电子态提供了一个令人兴奋的平台。本文研究了具有时间反演对称性和非平凡自旋{/valley}-Chern数的过渡金属二硫属化物（TMD）Moir{é}超晶格。利用实际材料参数和精确对角化方法，我们发现在一定的扭转角和分数填充下，分数陈氏绝缘体，自然{稳定}通过简单地引入库仑排斥。分数量子霍尔系统的时间反演对称性必须被显式破缺，而分数量子霍尔系统的时间反演对称性是自发破缺的。{We结果表明，在相反的山谷中的陈数对比对分数陈绝缘体的性质和相关的低能激发施加了强烈的约束。我们还提出在夹在非线性介质中的TMD Moir{é}超晶格中实现非阿贝尔Moore-Read态。
2021-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Engineering Fractional Chern Insulators through Periodic Strain in Monolayer Graphene and Transition Metal Dichalcogenides
本文提出在周期性应变的单层石墨烯和过渡金属二硫族化物中实现相互作用驱动的分数陈绝缘体，通过多体严格对角化证实了多种拓扑态，并揭示了高陈数能带中挑战现有理论的新拓扑态。
2024-12-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Carrier-independent ferromagnetism and giant anomalous Hall effect in magnetic topological insulator
拓扑绝缘体（TI）的时间反演对称性被铁磁性破坏后，可以产生奇异的磁电现象，如量子化反常霍尔（QAH）效应。在磁性掺杂的TI中实验观察QAH效应需要铁磁性不依赖于载流子。我们在分子束外延生长的Cr掺杂BixSb_（2-x）Te_（3）薄膜中实现了与载流子极性和密度无关的铁磁性。同时，随着载流子浓度的降低，反常霍尔效应显著增强，反常霍尔角达到异常大的0.2，零场霍尔电阻达到量子电阻的1/4（h/e ~ 2），表明QAH区的到来.这一工作为最终实现TIs中的QAH效应和其他独特的磁电现象奠定了基础。
2012-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Self-consistent theory of ferromagnetism on the surface of a topological insulator
磁性杂质之间的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用通过拓扑绝缘体表面的Dirac表面态介导，导致杂质的铁磁有序化。我们提出了一个自洽的理论的顺序，它考虑到在表面光谱的间隙引起的交换场的磁性杂质。我们发现，间隙并没有改变RKKY相互作用的一般结构，但相当大的影响其强度。这种反馈可以是正的和负的，取决于化学势和间隙之间的比率，并且它定性地修改磁性杂质的自旋极化的温度依赖性。由此产生的不寻常的温度依赖性可以直接测量角分辨光电子能谱（ARPES）和扫描隧道显微镜（STM）的实验。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall
Stability, phase transitions, and numerical breakdown of fractional Chern insulators in higher Chern bands of the Hofstadter model
霍夫施塔特模型是研究晶格上分数量子霍尔效应的理论家的热门选择，因为它简单，拓扑平坦带的无限选择，以及对实际材料越来越多的适用性。特别地，在具有陈数$|C|>1$的能带中的分数陈绝缘体可以表现出比连续朗道能级状态更丰富的物理性质，并且最近在实验中被检测到。基于此，我们利用大尺度无限密度矩阵重整化群方法研究了Hofstadter模型中具有较高Chern数的分数Chern绝缘体的稳定性.我们证实了分数态的存在与陈数$C=1,2,3,4,5$在广义Jain系列预测的填充分数带[物理评论Lett. 115，126401（2015）]。此外，我们还讨论了它们的金属到绝缘体的相变，以及区分物理和数值稳定性的微妙之处。最后，我们评论的相对适用性分数陈省身绝缘体在较高的陈省身数频带提出的现代应用。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Ferromagnetism in Cr-doped topological insulator TlSbTe2
我们通过在三元拓扑绝缘体材料TlSbTe 2中掺杂Cr，合成了一种新的铁磁拓扑绝缘体。通过熔融法生长Tl_{1-x} Cr_{x} SbTe 2的单晶，并且发现Cr可以仅在约1%的溶解度极限内并入TlSbTe 2基质中。居里温度θ c随Cr含量的增加而增加，但仍较低，最大值约为4K。在1.8 K时，易磁化轴为c轴，饱和磁矩为2.8 μ B（玻尔磁子）。所有研究样品的面内电阻率均表现出p型载流子的金属行为。Shubnikov-de Hass（SdH）振荡在Cr掺杂量为0.76%的样品中观察到。我们还试图通过掺杂Cr在TlBiTe 2中诱导铁磁性，但是在Cr的溶解度极限内没有观察到Cr掺杂TlBiTe 2晶体中的铁磁性，该溶解度极限也被证明是约1%。
2015-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Interacting Chern Insulator in Infinite Spatial Dimensions
我们研究了一个通用的模型的陈氏绝缘体补充哈伯德相互作用在任意偶数维$D$，并证明该模型仍然是定义良好的和非平凡的$D \to \infty$限制。动力学平均场论是适用的，并预测了一个相图与连续的拓扑不同的阶段分离相关的莫特绝缘体从平凡的带绝缘体。我们讨论了各种功能，如绝缘和半金属状态，这是非常规的非相互作用的情况下，已经难以捉摸的区别。拓扑相位的特征在于用非量化的Chern密度代替Chern数作为$D\to \infty$。
2021-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometrical engineering of a two-bands Chern insulator in two dimensions with arbitrary topological index
二维2带绝缘体破缺时间反演对称性可以呈现拓扑相位，其拓扑相位由称为陈数的拓扑不变量表示。在这里，我们首先提出了一个有效的程序来确定这个拓扑指数。这个工具允许在原则上设想2带哈密顿与任意陈数。我们应用我们的方法，逐步构建一个量子反常霍尔绝缘体（陈氏绝缘体），它可以通过五个拓扑相位调整由陈氏数{0，+/-1，+/-2}。在一个圆柱形的有限几何形状，这样的绝缘体，因此可以维持两个边缘状态，我们解析表征。从这个非平凡的陈氏绝缘体和它的时间反转副本，我们建立了一个量子自旋霍尔绝缘体，并显示如何与一个+/-2陈氏指数相产生平凡的Z2绝缘相。
2012-05-25 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Fractional Chern Insulators in Twisted Double Bilayer Graphene
我们预测扭曲的双层石墨烯是一个多功能的平台，实现分数陈绝缘体容易通过调整栅极电位和扭曲角为目标。值得注意的是，这些拓扑有序的物质状态，包括自旋单重态Halperin状态和自旋极化态的陈数$\mathcal C=1$和$\mathcal{C}= 2$带，发生在高温下，而不需要外部磁场。
2021-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chern band insulators in magnetic field
讨论了磁场对二维陈氏带绝缘体的影响。结果表明，不同于平凡的绝缘体，一个异常的霍尔绝缘体与陈数$C$成为金属时，磁场施加在恒定的粒子密度，任何$C>0$。对于具有自旋Chern分辨数$C_\uparrow= - C_\downarrow=C$的时间反演不变拓扑绝缘体，磁场诱导自旋极化的自旋霍尔绝缘体。我们还考虑了超晶格势的影响，并将以前的填充Hofstadter带的霍尔电导量子化的结果扩展到这个问题。
2013-12-09 cond-mat.mes-hall
The insulator/Chern-insulator transition in the Haldane model
我们研究了Haldom模型的几个物理性质的行为，系统经历了从正常绝缘体到陈绝缘体相的转变。我们发现，密度矩阵在两个绝缘阶段的指数衰减，而具有幂律衰减，更具有金属系统的特点，正是在相边界。的最大本地化的Wannier函数的总传播被发现发散在陈绝缘体阶段。然而，其规范不变的部分，有关的本地化长度的雷斯塔和Sorella，是有限的，在两个绝缘阶段和发散的相边界接近。我们还澄清了通常的算法，用于构建Wannier函数分解为一个交叉到陈绝缘体区域的相图。
2006-08-24 cond-mat.mes-hall
Electrically Tunable Magnetism in Magnetic Topological Insulators
拓扑绝缘体磁特性的外部可控性无论从理论上还是从实际应用上都具有重要意义。在这里，我们预测的电场控制的铁磁性的绝缘磁性拓扑绝缘体薄膜。通过施加电场减少能带反转导致磁化率的降低，从而导致磁性的改变。值得注意的是，电场甚至可以诱导从铁磁性到顺磁性的磁量子相变。我们进一步提出了一种拓扑晶体管器件，其中手性边缘态的无耗散电荷输运由电场控制。特别地，磁性拓扑绝缘体中的场控铁磁性可以用于磁性隧道结中的磁性随机存取存储器的基于电压的写入。在这种器件中，磁有序和手性边缘输运的同时电控制可能导致拓扑绝缘体的电子和自旋电子应用。
2015-06-29 cond-mat.mes-hall
Emergent QCD$_3$ Quantum Phase Transitions of Fractional Chern Insulators
受分数阶陈氏绝缘体的QED $_3$ -Chern-Simons量子临界点（Phys. Rev. X \textbf{8}，031015，（2018））的近期工作的启发，我们研究了分数阶陈氏绝缘体的非阿贝尔推广，即QCD $_3$ -Chern-Simons量子相变。这些相变由狄拉克费米子与非阿贝尔陈-西蒙斯规范场（$U(N)$、$SU(N)$、$USp(N)$等）相互作用来描述。利用Chern-Simons规范理论的能级-秩对偶性和非阿贝尔部分子结构，讨论了两类QCD $_3$量子相变。第一种类型发生在不同Jain序列中的两个阿贝尔态之间，而不是同一Jain序列中阿贝尔态之间的QED 3跃迁。一个很好的例子是$σ^{xy}=1/3$态和$σ^{xy}=-1$态之间的跃迁，其中$N_f=2$狄拉克费米子与$U(2)$ Chern-Simons规范场相互作用。第二种类型自然涉及非阿贝尔态。为了实验的可行性，我们专注于类Pfronan态的跃迁，包括Moore-Read Pfronan，反Pfronan，粒子-空穴Pfronan等。这些量子相变可以在实验系统中实现，如石墨烯异质结构中的分数Chern绝缘体。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Quasicrystalline Chern Insulators
陈氏绝缘体或量子反常霍尔态是一种具有整数霍尔电导率但没有朗道能级的拓扑态。它已经在各种具有周期结构的二维晶格上得到了很好的建立。在这里，我们报告类似的陈绝缘体也可以实现准晶体与$5$折叠旋转对称。提供交错磁通通过格片，我们提出了两种类型的准晶陈氏绝缘体。它们的拓扑特征可以通过边态的鲁棒性、非零的实空间Chern数和量子化电导来很好地识别。我们进一步发现，在某些特定能量下，量子化陈数的整数电导率是不成立的。因此，我们的研究为在非周期体系中寻找拓扑材料提供了一个新的契机。
2019-11-24 cond-mat.mes-hall
Zeeman Field-Tuned Transitions for Surface Chern Insulators
拓扑晶体绝缘体的镜像对称表面具有偶数个狄拉克表面态。一个表面塞曼场一般间隙这些国家导致一个量子化的异常霍尔效应。改变塞曼场的方向，诱导不同的表面绝缘态之间的跃迁，其中任何两个陈数在-4和4之间。在晶体框架中，相边界发生在场取向上，场取向是在球体上具有（111）类法线的大圆。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Entanglement Chern number for three-dimensional topological insulators: Characterization by Weyl points of entanglement Hamiltonians
我们提出用纠缠哈密顿量的陈数来刻画三维拓扑绝缘体。这里我们采用系统的广义自旋配分，它提取了多体基态上下自旋之间的量子纠缠。在三维空间中，拓扑绝缘体的相位可以用截面纠缠陈氏数来描述，这是布里渊区中周期平面的纠缠陈氏数。节纠缠陈数作为定义在时间反演不变平面上的$Z_2$不变量的插值。我们发现，截面纠缠Chern数的变化保护了纠缠哈密顿量的Weyl点，而Weyl点个数的奇偶性区分了强拓扑绝缘体相和弱拓扑绝缘体相.
2017-10-24 cond-mat.mes-hall
Chiral Topological Excitons in a Chern Band Insulator
一类被称为陈氏带绝缘体的半导体材料具有非零拓扑陈氏整数和手征激子边模。利用一个典型的双带Chern绝缘体模型，通过计算交叉关联函数得到激子带及其Chern整数。最低激子带在电子Chern绝缘体相中获得了$\pm 1$和$\pm 2$等Chern整数。非平凡的拓扑结构可以通过激子边缘模式的非局部光电响应和由于体模引起的互相关响应中的相移来实验观察。我们的研究结果表明，磁掺杂碲化汞，InAs/GaSb量子阱和$\text{(Bi,Sb)}_{2} \text{Te}_{3}$薄膜的拓扑激子的平台是有前途的候选人。
2017-10-03 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism in tilted fermionic Mott insulators
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；University of Tokyo（东京大学）；Kyoto University（京都大学）
研究发现大倾斜下费米莫特绝缘体中实现铁磁相互作用，通过微扰理论和数值模拟揭示局域自旋系统的磁性行为。
2025-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Chern Kondo Insulator in an Optical Lattice
基于最近的冷原子实验，我们提出利用激光辅助的$s$和$p$轨道杂化以及人工规范场来实现和观察光学超晶格中的Chern Kondo绝缘体.在双阱正方形光晶格中，由于强的Hubbard相互作用，定域$s$轨道与巡游$p$带解耦，并被驱动到莫特绝缘体中。然后，施加拉曼激光束以诱导$s$和$p$轨道之间的隧穿，并且同时产生交错通量。由于$s$轨道态的强Hubbard相互作用，我们预言存在一个临界拉曼激光辅助耦合，超过该耦合，实现了近藤屏蔽，然后出现完全能隙的Chern Kondo相，其拓扑结构以整数Chern数为特征。作为一种强关联的拓扑态，Chern Kondo相位不同于单粒子量子反常Hall态，可以通过测量$s$轨道的能带拓扑和双占有率来识别.最后提出了陈近藤绝缘子的实验实现和检测方法。
2015-09-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Persistent ferromagnetism and topological phase transition at the interface of a superconductor and a topological insulator
在s波超导体与三维拓扑绝缘体的界面处，磁涡旋和几何边缘处分别存在Ma- jorana零模和Majorana螺旋态.在这里，我们首先表明，一个单一的磁性杂质在这样的界面分裂的超导能隙外的一个给定的自旋通道的每个共振态，也诱导两个新的对称杂质态内的间隙。接下来我们发现，超导能隙的增加抑制了由BCS准粒子介导的两个界面磁性杂质之间的RKKY相互作用的振荡幅度和周期。在平均场近似下，铁磁居里温度基本上与超导能隙无关，这是由于短程铁磁和长程反铁磁相互作用之间的补偿效应引起的有趣现象.界面处的持久铁磁性使得在足够低的温度下实现了从非手征超导态到手征超导态的新型拓扑相变，为拓扑量子计算提供了一个新的平台.
2014-07-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electric-field switchable chirality in rhombohedral graphene Chern insulators stabilized by tungsten diselenide
本文在菱方多层石墨烯莫尔超晶格中实现电场可切换的陈绝缘体手性，通过二硒化钨稳定量子化反常霍尔态，陈数可在-1、1和2之间调控，为拓扑电子电路集成手性边缘电流提供新平台。
2025-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antiferromagnetic Chern insulators in non-centrosymmetric systems
本文研究了一类新的拓扑反铁磁（AF）陈氏绝缘体，它们是在二维无反转对称系统中由电子相互作用驱动的。尽管没有净磁化，AF陈氏绝缘体（AFCI）具有非零的陈氏数$C$，并表现出量子反常霍尔效应（QAHE）。它们的存在是由量子自旋霍尔绝缘体和拓扑平凡相之间的Weyl点的边界线的分叉保证的，AF长程序的出现。作为一个具体的例子，我们研究了蜂窝晶格Kane-Mele模型的相结构作为反转破缺离子势和Hubbard相互作用的函数。我们发现一个简单的$z$轴$C=1$ AFCI相和一个自旋翻转到拓扑平凡的$xy$平面共线反铁磁体。我们提出了在相关电子材料和冷原子系统中实现AFCI和QAHE的实验方案。
2018-03-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stability of fractional Chern insulators with a non-Landau level continuum limit
本文通过广义Hofstadter模型研究不具有朗道能级连续极限的分数量子霍尔绝缘体，数值验证了几何稳定性假设对非朗道能级连通的Chern能带同样成立。
2024-06-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Anomalous Chern-Simons orbital magnetoelectric coupling of three-dimensional Chern insulators: gauge-discontinuity formalism and adiabatic pumping
针对三维陈绝缘体因拓扑障碍导致陈-西蒙斯轨道磁电耦合定义不明确的问题，本工作采用规范不连续形式主义推导了量子化层分辨响应，证明相邻层耦合差异以$-C e^2/h$量子化，且反常耦合可经绝热泵浦传输，为理解其磁电响应及设计层状拓扑现象提供理论框架。
2025-02-19 cond-mat.mes-hall
Magnetic Dirac Fermions and Chern Insulator Supported on Pristine Silicon Surface
在非磁性半导体中出现铁磁性是强烈期望的，特别是在拓扑材料中，由于可能实现量子反常霍尔效应。基于第一性原理计算，我们提出，对于生长在金属衬底上的Si薄膜，具有自发弱重构的原始Si（111）-root 3 xroot 3表面具有强的铁磁性倾向和非平凡的拓扑性质，其特征是自旋极化的Dirac-费米子表面态.与依赖于引入外来载流子或特殊图案化衬底的常规路线相比，原始硅表面上的自发磁序和自旋轨道耦合一起产生具有有限陈氏数C=-1的量子化反常霍尔效应。这项工作表明，在硅基自旋电子学和量子计算中，没有外来掺杂剂或邻近效应，存在令人兴奋的机会。
2016-06-29 cond-mat.mes-hall
Nodal Brillouin Zone Boundary from Folding a Chern Insulator
陈氏绝缘体是许多拓扑量子物质的基石，从量子自旋霍尔绝缘体到分数陈氏绝缘体。在这里，我们讨论了一种新型的绝缘体，它由两个半填充的普通陈氏绝缘体。一方面，体能谱是由两个Chern绝缘体的体能谱折叠得到的。这种折叠产生布里渊区的节点边界，在该节点边界处，带交叉受到在空间和自旋空间中的组合变换下不变的二维晶格的对称性的保护。它也提供了一个自然的平台来探索非阿贝尔Berry曲率和由此产生的量子现象。另一方面，这两个基本的陈氏绝缘体彼此区分的非对称运营商，这导致了有趣的属性，在传统的陈氏绝缘体。如果边遵守非对称对称性，则需要引入一个新的自由度，即非对称对称性的宇称来描述拓扑泵浦。
2016-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Realization of the Haldane Chern insulator in a moiré lattice
陈氏绝缘体表现出量子化的霍尔效应，而没有朗道能级。在1988年的一篇具有里程碑意义的论文中，Halfman证明了陈氏绝缘体可以通过蜂窝晶格中复杂的次近邻跳跃来实现。尽管它对拓扑物理学领域产生了深远的影响，并且最近在冷原子实验中得到了应用，但在固态材料中，Halfton模型仍然难以捉摸。在这里，我们报告的实验实现的一个Halenchern绝缘体在AB堆叠MoTe 2/WSe 2莫尔双层，形成一个蜂窝状莫尔晶格与两个子晶格居住在不同的层。我们证明了每个晶胞中填充两个电荷粒子的莫尔双层膜是一个具有可调电荷带隙的量子自旋霍尔（QSH）绝缘体。在小的面外磁场作用下，磁输运研究表明，该材料为陈氏绝缘体，其陈氏数c=1。结果定性捕获的广义Kane-Mele紧束缚哈密顿量。塞曼场将QSH绝缘体分成两个相对谷的半部分-一个具有正的莫尔带隙，另一个具有负的莫尔带隙。我们的研究突出了半导体莫尔材料在工程拓扑晶格哈密顿中的独特潜力。
2022-07-05 cond-mat.mes-hall
Absence of Edge States in The Valley Chern Insulator in Moiré Graphene
我们研究了单层和双层石墨烯扭曲片的边缘谱，在这种情况下，连续模型预测了一个谷陈绝缘体-一种绝缘状态，其中每个谷的被占据的莫尔迷你带具有净陈数，但两个谷一起没有净陈数，如时间反演对称所要求的。在一个简单的图片中，这样的状态可能被期望具有手性谷极化反向传播边缘状态。我们提出的结果从严格对角化的紧束缚模型的相称结构的带状几何。我们发现，无论是单层和双层莫尔条纹强大的边缘模式一般都不存在。我们把这种缺乏边缘模式的事实，即边缘诱导谷混合。此外，即使在大体积中，陈谷绝缘体和普通绝缘体之间的明显区别也需要精确的$C_3$对称性。
2022-08-18 cond-mat.mes-hall
Local optical control of ferromagnetism and chemical potential in a topological insulator
许多涉及拓扑绝缘体（TI）的实验需要对时间反演对称性和化学势进行空间控制。我们展示了可重构的微米尺度的光学控制的磁化强度（打破时间反转对称性）和化学势的铁磁薄膜的Cr-（Bi，Sb）$_2$ Te $_3$生长在SrTiO $_3$。通过光学调制薄膜的磁化率，我们在它们的回复磁化中写入和擦除任意图案，然后用克尔显微镜成像。此外，通过光学操纵的空间电荷层在下面的SrTiO $_3$衬底，我们控制的局部化学势的薄膜。这种光学选通效应使我们能够在薄膜中写入和擦除pn结，我们用光电流显微镜研究。这两种效应都是持久的，并且可以在几微米尺度上独立地形成图案和成像。动态光学控制的磁化强度和化学势的TI可能是有用的努力，以了解和控制的边缘状态预测在磁畴壁的量子异常霍尔绝缘体。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Bulk-Boundary Correspondence in a Non-Hermitian Chern Insulator
将一维拓扑绝缘体的非厄米体-边界对应的方案应用于非厄米陈氏绝缘体，以研究其对二维系统的适用性。这种情况下采用修改的周期性边界条件下的体几何形状和开放边界条件下的边界几何形状。体几何用于定义拓扑数，而边界几何用于观察拓扑边界状态的存在或不存在。它表明，散装边界对应持有在一个二维陈绝缘体与增益/损失型非厄米性;一个非平凡的陈数在散装几何计算是在一对一的对应关系与存在的拓扑边界状态的边界几何。这种方法使我们能够确定边界几何中的相图。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall
Observation of Chern insulator in crystalline ABCA-tetralayer graphene with spin-orbit coupling
本文报道在电荷中性ABCA堆叠四层石墨烯中，通过WSe2邻近自旋轨道耦合实现陈数为4的铁磁陈绝缘体，并展示其磁序可由磁场、掺杂和位移场三种方式调控。
2023-10-27 cond-mat.mes-hall
Orbital magnetoelectric coupling of three dimensional Chern insulators
本文研究非零层 Chern 数三维 Chern 绝缘体的轨道磁电响应，提出其空间梯度以 $e^2/h$ 严格量子化的规则，并证明该效应受拓扑保护、抗无序且不依赖晶体对称性。
2025-02-20 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
Universal theory of tunable second-order topological corner states induced by interlayer coupling in twist bilayer Chern insulators
本文提出普适理论，揭示具有相反陈数的扭转双层陈绝缘体中二阶拓扑角态的存在条件与位置可由扭转角灵敏调控，为高阶拓扑材料设计开辟新途径。
2024-09-28 cond-mat.mes-hall
Phase Diagram of a Non-Hermitian Chern Insulator: Destabilization of Chiral Edge States and Bulk-Boundary Correspondence
具有增益/损耗型非厄米性的非厄米性陈氏绝缘体显示出奇特的能隙闭合;当非平凡的陈氏绝缘体相变为无能隙相时，由于手征边缘态的不稳定，导带和价带合并为一个带。以前的配方的非厄米体边界对应是不够的，因为这样的差距关闭超出了它的范围。在这里，我们修改的配方，考虑到特殊的间隙关闭，并将其应用到非厄米陈绝缘体。我们证明了体边界对应持有的系统，包括手性边缘状态的不稳定。从体边界对应的相图示出与系统的光谱一致。
2022-04-09 cond-mat.mes-hall
Ferromagnetism and glassiness on the surface of topological insulators
我们研究了随机沉积在拓扑绝缘体表面的磁性吸附原子之间的有序性。限制我们自己的稀释杂质和弱耦合（之间的巡回费米子和磁性杂质）的限制，我们表明，对于任意数量的化学掺杂远离表面狄拉克锥的顶点的磁性杂质倾向于安排自己的自旋密度波图案，与周期约$π/k_F$，其中$k_F$是费米波矢量，当杂质吸附原子的磁矩是各向同性的。然而，当磁矩具有较强的伊辛或易轴各向异性，追求分析和数值方法，我们表明，基态是铁磁性的低到中度的化学掺杂，尽管分裂成多个铁磁岛的系统。对于远离狄拉克点的高掺杂，系统似乎分裂成许多铁磁岛，但这些岛中的磁化强度是随机分布的。这种具有净零磁化的磁有序在这里被称为铁磁自旋玻璃，其通过一阶相变与纯铁磁体状态分离。我们推广我们的分析立方拓扑绝缘体（支持三个狄拉克锥的表面上），并证明，性质的磁排序和它们之间的过渡仍然定性相同。我们还讨论了我们的分析可能与最近的实验。
2016-08-08 cond-mat.mes-hall
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
Anomalous helical edge states in a non-Hermitian Chern insulator
研究了陈氏绝缘体的非厄米扩张及其体边界对应。结果表明，除了强大的手征边缘状态，反映了非平凡的拓扑结构的散装（非零陈数），反常的螺旋边缘状态本地化只在一个边缘可以出现，这是唯一的非厄米陈绝缘体。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
