Quantized Transport of $ν= 2/3$ Fractional Quantum Hall Edge with Disordered Superconducting Proximity
Princeton Center for Theoretical Science, Princeton University（普林斯顿大学理论科学中心）；Department of Physics, Princeton University（普林斯顿大学物理系）；Department of Electrical and Computer Engineering, Princeton University（普林斯顿大学电气与计算机工程系）
研究发现，在ν=2/3分数量子霍尔边缘与超导体近邻时，杂乱的SC耦合可使边缘态重构为多个稳定相，具有量化的电子-空穴转换概率和电阻特征。
2025-10-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantized conductance at the Majorana phase transition in a disordered superconducting wire
没有时间反转和自旋旋转对称性的超导导线可以被驱动到支持马约拉纳束缚态的拓扑相。这些零能量状态的直接检测是复杂的扩散的低激发在无序的多模线。我们表明，相变本身是由一个量子化的热导和电散粒噪声功率的信号，而不管无序的程度。在环形几何结构中，相变由磁导振荡的倍周期发出信号。这些特征直接来自反射矩阵的行列式的符号作为拓扑量子数的识别。
2010-11-30 cond-mat.mes-hall
Suppression of Extrinsic Anomalous Hall Conductivity in Disordered Parity Anomalous Semimetal
The University of Hong Kong（香港大学）；Great Bay University（大湾区大学）
研究半磁性拓扑绝缘体薄膜中无序奇异性反常半金属的半量子化霍尔效应，发现侧跳和斜散射两种外在机制对反常霍尔电导无贡献，表明该体系具有抗无序的量子相特性。
2026-06-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Transport through a disordered topological-metal strip
拓扑相位的特征，特别是边缘状态，可能会被与平凡导带的能量重叠所掩盖。这种导体的拓扑性质，然而，揭示在其输运性质，特别是在存在的障碍。在这项工作中，我们探讨了这样一个系统的无序存在的电导行为，并与一个理想的二维拓扑绝缘体的量子化电导进行对比。我们的分析依赖于格子系统上的数值和简单玩具模型上的分析。有趣的是，我们发现，随着无序度从零开始增加，边缘电导率最初从其量化值下降;然而，随着无序度继续增加，电导率恢复，并在略低于干净系统的量化值的值处饱和。我们讨论了如何可以理解这种效果的倾向，体状态本地化，而边缘状态保持离域。
2013-02-13 cond-mat.mes-hall
Density of quasiparticle states for a two-dimensional disordered system: Metallic, insulating, and critical behavior in the class D thermal quantum Hall effect
本文用数值方法研究了时间反转和自旋旋转对称性均破缺的二维无序超导体的准粒子态密度$\varrho(E)$。作为这类系统（对称类D）的通用单粒子描述，我们使用Cho-Fisher版本的网络模型。这有三个阶段：热绝缘体，热金属和量子化热霍尔导体。在热金属中，我们发现$\varrho(E)$的对数发散为$E\to 0$，正如从西格玛模型计算预测的那样。有限尺寸效应导致叠加振荡，正如随机矩阵理论所预期的那样。在热绝缘体和量子化热霍尔导体中，我们发现$\varrho(E)$在E=0处是有限的。在这些阶段之间的平台过渡，$\varrho(E)$减少到零的$|E|$减少，与结果$\varrho(E) \sim |E|\ln(1/|E|)$来自随机质量狄拉克费米子的计算。
2007-06-20 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chiral Hinge Transport in Disordered Non-Hermitian Second-Order Topological Insulators
广义体边界对应预测了三维二阶拓扑绝缘体（3DSOTI）中手征铰链态的存在，从而导致三维量子化的霍尔效应。厄米特3DSOTI中的手征铰链态的特征在于具有零波动的量子化透射系数，即使在存在无序的情况下。在这里，我们表明，手性铰链运输无序非厄米特系统偏离厄米特的情况下的范例。我们的数值计算证明了无序非厄米3DSOTI的铰链态的鲁棒性。平均透射系数可以等于或不等于手性铰链通道的数量，这取决于手性铰链状态的厄米性，而透射系数的波动总是非零的。这种涨落不是由于铰链态的手征性的破坏，而是由于非厄米势的非相干散射。这里揭示的物理学也应该是真实的一维手性通道拓扑材料，支持手性边界状态，如陈省身绝缘体，三维异常霍尔绝缘体，和外尔半金属。
2022-08-02 cond-mat.mes-hall
Partially-separated Majorana modes in a disordered medium
本研究通过数值计算无序SM-SC异质结的零偏电导图，证实量子化电导岛是马约拉纳物理的独特标志，可用于评估无序强度，是马约拉纳探索的下一个关键里程碑。
2022-05-31 cond-mat.mes-hall
Topologically Protected Extended States in Disordered Quantum Spin-Hall Systems without Time-Reversal Symmetry
我们证明了在具有垂直和水平塞曼场的无序Kane-Mele模型中，在存在大的Rashba耦合的情况下，存在鲁棒的体扩展态。通过对局域化长度和自旋陈数$C_\pm$的计算，利用能级统计分析绘制了相图。$C_\pm$受到有限能量和自旋迁移率间隙的保护。后者对于任意大的垂直塞曼场或低于临界强度或中度无序的水平塞曼场保持开放。在这种情况下，$C_\pm$的变化必然伴随着费米能级处迁移率间隙的闭合。数值模拟揭示了$C_\pm$的量子化值的急剧变化时，跨越散装扩展状态的区域，表明扩展状态的拓扑性质确实是链接到自旋陈数。对于大的水平塞曼场，自旋能隙在强无序时关闭，这促使量子化自旋陈数发生变化，而能量迁移率能隙没有关闭。
2011-08-15 cond-mat.mes-hall
Characterization of the Quantized Hall Insulator Phase in the Quantum Critical Regime
无序Hofstadter模型的电导率$σ$和电阻率$ρ$张量被映射为费米能$E_F$和温度$T$的函数在量子临界区的平台绝缘体转变（PIT）。利用非交换Kubo公式消除了有限尺寸误差。结果再现了这种转变在量子霍尔（IQHE）系统中的所有关键实验特征。特别地，检测和分析量化霍尔绝缘体（QHI）相位。目前公认的QHI阶段的量子临界制度，完全基于实验数据的表征，完全支持我们的理论研究。
2014-02-07 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disordered Parity Anomalous Semimetal
The University of Hong Kong（香港大学）；Great Bay University（大湾区大学）
本文研究拓扑绝缘体半磁结构与窄带隙弱拓扑绝缘体薄膜中无序驱动的拓扑相变，证明强无序可引发宇称反常半金属到扩散金属的转变并在平庸绝缘相中诱导拓扑相，推进了对该类相变的理解。
2025-10-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disordered topological metals
当存在无序时，拓扑行为可以被掩盖。拓扑绝缘体，无论是本征的还是相互作用诱导的，当充分无序时可以变成无带隙的。然而，一旦拓扑间隙关闭，出现的金属相保留了几个拓扑特征。通过考虑拓扑绝缘体的自洽无序平均格林函数，导出了无间隙的条件。我们发现，边缘状态生存在无隙相边缘共振，类似于掺杂的拓扑绝缘体，无序拓扑金属也有一个有限的，但非量子化的拓扑指数。然后我们考虑无序Mott拓扑绝缘体。我们表明，在平均场论，无序莫特拓扑绝缘体承认一个阶段，其中的破缺序参量保持非零，但间隙是封闭的，在完全类似于“无间隙超导”由于磁无序。
2012-11-08 cond-mat.mes-hall
The anomalous Floquet-Anderson insulator as a non-adiabatic quantized charge pump
周期性驱动的量子系统为实现拓扑现象提供了一个新颖而通用的平台。其中有类似于拓扑绝缘体和超导体，可在静态系统中实现;然而，其中一些现象是周期性驱动情况下所特有的。在这里，我们表明，无序的，周期性驱动系统承认一个“异常”的二维相位，其准能谱由手征边缘模式，共存于一个完全本地化的散装-静态哈密顿不可能。这种独特的情况作为一个新的拓扑保护的非平衡输运现象的基础：量子化非绝热电荷泵。我们确定的散装拓扑不变量的特点，新的阶段（我们称之为“异常Floquet安德森绝缘体”，或AFAI）。我们提供了明确的模型，构成了新阶段的存在的原则证明。最后，我们提出的证据表明，从AFAI到一个平凡的，完全本地化的阶段的无序驱动的过渡是在同一个普适性类的量子霍尔坪过渡。
2015-06-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
Quantum Hall plateau transitions in disordered superconductors
本文研究了二维非相互作用准粒子的离域跃迁，它属于一个新的对称类。这种对称性可以在一个肮脏的、无隙的超导体中实现，其中轨道运动的时间反演对称性被破坏，但自旋旋转对称性是完整的。我们发现一个直接过渡的两个绝缘相量子霍尔电导为零和两个保守的准粒子。准粒子的能量在临界点处作为一个相关的破缺场，将直接跃迁分裂为两个常规的平台跃迁。
1998-12-09 cond-mat.mes-hall
Topological Phase Transitions in Disordered Electric Quadrupole Insulators
研究了量子化电四极绝缘体中无序驱动的拓扑相变。我们表明，手征对称性可以保护的四极矩$q_{xy}$的量化，这样的高阶拓扑不变量是定义良好的，即使当无序已经打破了所有的晶体对称性。此外，非零的$q_{xy}$和随之而来的角落模式可以诱导从平凡的绝缘相的无序，保持手征对称性。这种拓扑相变的临界点是由扩展的边界状态的发生，即使在强无序的存在下。我们提供了一个系统的表征这些无序驱动的拓扑相变从体积和边界的描述。
2020-08-02 cond-mat.mes-hall
Separate surface and bulk topological Anderson localization transitions in disordered axion insulators
本研究通过具有量化Hall电导表面的三维axion insulator，揭示了无序条件下体相与表面迁移率能隙的解耦演化，从而在GUE中实现了二维未量化anomalous Hall metal。
2025-01-27 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Strongly Disordered Floquet Topological Systems
我们研究了Floquet拓扑系统在二维强无序制度，描述独立的电子在晶格上受到周期性驱动。在Floquet传播子的频谱中，我们假设存在一个区间，在该区间中所有的状态都是局部的--一个迁移率间隙。首先，我们推广的相关结构从频谱到迁移率间隙，定义了一个体积指数的无限样本和一个边缘指数的半无限的一个，并证明了体积-边缘对应。其次，我们考虑完全本地化的系统，其中的流动性间隙是整个圆，并定义替代散装和边缘指数，绕过相对建设和匹配的量化磁化和泵浦可观的物理文献。最后，我们表明，任何系统的流动性差距可以减少到一个完全本地化的。定义的所有指数都是相等的。
2018-07-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall math-ph
Real-space formulation of topology for disordered Rice-Mele chains without chiral symmetry
针对无手性对称性的无序 Rice-Mele 链，提出涵盖所有能态的实空间全局不变量 $Q$，并证明谱隙存在时体拓扑在弱无序或子晶格极化无序下保持稳定。
2024-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Disorder-induced half-integer quantized conductance plateau in quantum anomalous Hall insulator-superconductor structures
在量子反常Hall系统的拓扑跃迁附近存在弱超导邻近效应，这是实现具有手征Majorana边模（CMEM）的拓扑超导体（TSC）的一个途径.最近的一项实验[Science 357，294（2017）]声称在量子反常霍尔超导体结的两端输运测量中以半整数量子化电导平台的形式观察到了这种CMEM。虽然超导邻近效应的存在下，一般分裂的量子霍尔转变成两个相变与间隙TSC之间，在这个快速通信，我们建议，一个几乎平坦的电导高原，类似于预期的CMEM，也可以出现从量子霍尔边缘的渗滤以及之前的TSC的发病或在温度远高于TSC间隙。因此，我们的快速通信表明，为了证实TSC，有必要补充半量子化电导平台的观察与硬超导能隙（这是不可能的无序系统）从电导测量或热输运测量的运输间隙。或者，半量子化的热导也可以作为TSC的确凿证据。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Energy-Resolved Quantum Geometry from Středa Response: Driven-Dissipative Bosonic Lattices and Disordered Systems
Laboratoire Kastler Brossel, Collège de France, CNRS, ENS-Université PSL, Sorbonne Université（卡斯勒-布罗塞尔实验室，法兰西学院，法国国家科学研究中心，巴黎高等师范学院-巴黎文理研究大学，索邦大学）；International Solvay Institutes（国际索尔维研究所）；Center for Nonlinear Phenomena and Complex Systems, Université Libre de Bruxelles（非线性现象与复杂系统中心，布鲁塞尔自由大学）
研究通过受驱动耗散玻色晶格实现能量分辨的Středa响应，揭示量子几何特性，并探讨强无序下拓扑带的命运。
2026-05-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas
A Generic Phase between Disordered Weyl Semimetal and Diffusive Metal
通过量子电导计算和局域化长度的有限尺寸标度，研究了非关联在位无序下三维Weyl半金属的量子相变.与先前的从WSM到扩散金属（DM）的直接转变发生的权利要求相反，由于与节点内散射相当的节点间散射，在两个不同的金属相之间应该存在陈氏绝缘体（CI）的中间相。在安德森局域化跃迁的3D高斯幺正系综的同一普适类中，WSM-CI和CI-DM跃迁的局域化长度的临界指数均为$ν\simeq 1.3$. CI相确认的量化非零霍尔电导在体绝缘相建立本地化长度计算。观察到WSM和CI相的无序诱导的各种平台-平台转变，并用自洽玻恩近似解释。此外，我们澄清了在Weyl节点处出现零态密度不是一个很好的标准，无序WSM，没有基本原则来支持的WSM-DM过渡的局域化长度发散的假设。
2017-06-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Evolutions of helical edge states in disordered HgTe/CdTe quantum wells
研究了HgTe/CdTe量子阱中无序诱导边缘态随无序强度的演化。从超原胞的能带结构和波函数，它清楚地表明，导电螺旋边缘状态，这是负责报告的量子化电导平台，出现以上的临界无序强度后，间隙关闭相变。这些边缘状态，然后发现下降与无序强度的增加，在一个逐步的模式，由于有限宽度的效果，其中相对的边缘相互耦合，通过本地化的状态在散装。这是在鲜明的对比与本地化的边缘状态本身，如果磁紊乱掺杂，打破了时间反演对称性。通过标度分析得到了拓扑相的尺寸无关边界，并确定了在更强的无序下到Anderson绝缘体的Anderson转变，在其间，发现金属相将两个拓扑不同的相分开。
2011-06-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Quantized perfect transmission in graphene nanoribbons with random hollow adsorbates
研究随机空心吸附物对石墨烯纳米带量子输运的影响，发现特定能量处出现鲁棒量子化电导峰，揭示无序体系中弹道输运的存活机制，为调控GNRs电导率提供新途径。
2024-04-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering formula for the topological quantum number of a disordered multi-mode wire
超导或手征绝缘导线的拓扑量子数Q计算了端点处稳定束缚态的数量。我们确定Q从矩阵r的反射振幅从一端，推广已知的结果，在没有时间反演和手征对称性的所有五个拓扑非平凡的对称类。该公式采用r的行列式、Pfiran或矩阵签名的形式，取决于r是实矩阵、实反对称矩阵还是厄米矩阵。我们应用这个公式计算了N个耦合二聚高分子链的拓扑量子数，包括了无序对跳跃常数的影响。散射理论将拓扑相变与具有量子化高度和通用（与对称类无关）线形的电导峰相关联。在超导对称性类中，两个峰合并后被湮灭，而在手征对称性类中，它们相互加强。
2011-04-21 cond-mat.mes-hall
Edge spin transport in the disordered two-dimensional topological insulator WTe$_2$
二维拓扑绝缘体（2D TI）的自旋电导预计不会被量子化的扰动，打破自旋旋转对称性的存在。然而，偏离原始极限的量子化还有待详细研究。在本文中，我们定义了二维TI的螺旋边缘模式的自旋电流算子，并介绍了一个四端设置来测量自旋电导。使用发达的形式主义，我们认为，打破自旋旋转对称性或引起边到边耦合的无序项的影响。我们确定了一个关键的作用发挥了自旋力矩在一个平衡的边缘。然后，我们利用拓扑单层WTe $_2$和散射矩阵形式的紧束缚模型，数值研究自旋输运在四端二维TI器件。特别地，我们计算了自旋电导和特征自旋衰变长度的存在下的磁无序。此外，我们还研究了量子点接触几何中边间散射的影响。我们发现，自旋霍尔电导是令人惊讶的强大的自旋破缺微扰，只要时间反演对称性被保存和边缘间散射弱。
2022-03-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Topological robustness of quantization of the anomalous Hall conductance of a two-dimensional disordered Chern insulator
本文在Kubo-Stagleeda形式框架下，研究了在外加正交磁场作用下二维Dirac电子无序气体模型中反常霍尔电导（$σ_{yx}^{}= σ_{H}^{}$）量子化的鲁棒性.利用α ~磁场中平均单电子格林函数的动量表示，得到了$σ_{H}^{}$的Stupeda项的显式解析表达式.结果表明，当费米能级处于能隙内时，该项与拓扑陈数${\rm Ch}=\pm 1/2$成正比.在这种情况下，总$σ_{H}^{}$取半整数量化值$σ_{H}^{}=\pm e_{}^{2}/4π\hbar$，其不依赖于无序的幅度或外部磁场的强度。作为例子，我们在自洽玻恩近似下计算了~ 2维重Dirac电子无序气体在外加磁场作用下的态密度和内禀反常霍尔电导$σ_{H}^{\rm int}$.这些表达式的场和能量依赖性的数值分析进行了各种值的模型中的参数的考虑。特别地，该分析的结果表明，$σ_{H}^{}$的Stapereda项在向量子化区域的过渡点的~足够宽的附近易受无序影响。
2021-04-08 cond-mat.mes-hall
Phase diagrams of disordered Weyl semimetals
外尔半金属是一种准拓扑无隙材料，其费米面由一组孤立的节点构成。它们的准拓扑特性表现在一系列的拓扑电磁响应中，包括反常的霍尔效应。在这里，我们研究Weyl半金属的无序的影响，同时监测他们的节点/半金属和拓扑性质，通过计算的本地化长度和霍尔电导率。我们研究三种不同的晶格紧束缚模型，实现Weyl半金属在他们的相图的一部分，并寻找通用的功能，是共同的所有模型，和有趣的区别特征，每个模型。我们提出了详细的相图，这些模型的大系统尺寸，我们发现，弱无序保留节点的扩散限制，但不影响霍尔电导率。我们表明，霍尔电导率的趋势是一致的有效的图片，其中无序导致外尔节点移动的布里渊区内沿一个特定的方向，确定性地依赖于模型的属性和相邻的相位外尔半金属相。我们还发现了一个不寻常的（非量子化）异常霍尔绝缘体相，它只能存在于存在的障碍。
2016-02-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
The Streda Formula for Floquet Systems: Topological Invariants and Quantized Anomalies from Cesaro Summation
将Středa公式推广至周期驱动Floquet系统，通过Cesàro求和正则化磁响应，建立卷绕数与响应函数的联系，揭示量子化电荷流与反常能量流，并给出实验探测方案。
2025-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas math-ph
Non-Majorana Origin of the Half-Quantized Conductance Plateau in Quantum Anomalous Hall Insulator and Superconductor Hybrid Structures
量子反常霍尔（QAH）绝缘体耦合到s波超导体上，被预言具有拓扑超导相，其基元激发（即Majorana费米子）在非阿贝尔编织操作下可以形成拓扑量子比特.最近的传输实验解释的半量子化的两端电导平台的存在下，手性马约拉纳费米子在毫米大小的QAH-Nb混合结构。然而，有人担心这种解释，因为非马约拉纳机制也可以产生类似的签名，特别是在一个无序的QAH系统。在这里，我们制作了QAH-Nb混合结构，并研究了QAH-Nb接触透明性及其对相应的两端电导的影响。当QAH膜被调谐到金属制度的电选通，我们观察到一个尖锐的零偏置增强的微分电导，高达80%，在零磁场。这种大的增强表明Andreev反射的高概率和磁性拓扑绝缘体（TI）与Nb层之间的透明界面。当磁性TI薄膜处于QAH态且磁化取向良好时，我们发现其两端电导总是半量子化的。我们的实验提供了一个全面的理解QAH超导体混合结构中观察到的超导邻近效应，并表明，半量子化的电导平台是不太可能引起的手征马约拉纳费米子。
2019-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Real-space formulation of the Chern invariant and topological phases in a disordered Chern insulator
Department of Systems Innovation, Graduate School of Engineering Science, The University of Osaka（大阪大学工学研究科系统创新系）
本文提出基于超胞框架的实空间陈数公式，通过实空间哈密顿量求解得到布里渊区边界上的重叠矩阵，构建 Wilson 环并定义陈数。该方法在大系统中被证明可量化为整数，与之前研究中的 Bott 指数一致，简化了数值计算并用于研究 disorder 陈绝缘体的拓扑相变。
2026-04-14 cond-mat.mes-hall
Spin memory of the topological material under strong disorder
对无序的鲁棒性-任何拓扑状态的定义属性-主要在低无序的非线性不变材料系统中进行测试，其中保护潜在的对称性，如时间反转，被保留。拓扑保护的最终无序极限仍然是未知的，然而，许多理论预测，即使在非晶态，量子化的电导也可能重新出现。在这里，我们报告了一个直接检测到强大的自旋响应在结构无序的薄膜的拓扑材料Sb 2 Te 3的外部磁性掺杂剂，我们可控地调整从强（非晶）到弱结晶）无序状态。磁信号在令人惊讶的高温（~ 200 K）下开始，并最终在结晶状态下停止。我们表明，在一个强烈的无序状态下，无序诱导的自旋相关性占主导地位的电荷的运输-它们产生的自旋记忆现象，产生的非平衡电荷电流控制的本地化自旋。自旋记忆相空间中的负磁电阻是各向同性的。在晶态内，它转变成对应于弱反定域（WAL）量子干涉效应的正MR，具有拓扑状态的2D标度特性。我们的研究结果表明，这些非平衡电流为拓扑状态设置了一个无序阈值;它们为可调自旋相关电荷输运奠定了基础，并指出了通过拓扑材料的无序工程实现自旋控制的新可能性
2019-10-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantized Hall Effect Phenomena and Topological-Order in 4D Josephson Junction Arrays in the Vicinity of a Quantum Phase Transition
近年来，量子霍尔效应（QHE）在复（C）、四元数（H）和八元数（O）紧（规范）李代数域中的数学框架下得到了从二维到四维和八维的推广。正如二维电子气体中的QHE可以用属于第一类的陈氏数拓扑不变量来理解，4D和8D中的QHE可以用属于第二类和第四类的陈氏数拓扑不变量来理解。研究表明，二维量子HE现象与约瑟夫森结阵列（JJAs）的拓扑有序基态有关，JJAs映射到阿贝尔规范理论上，该理论具有描述电荷-涡旋耦合的周期性拓扑项。在这些2D JJA中，磁点缺陷和库珀对电荷通过电磁对偶性（Montonen-Olive）彼此对偶。这导致了在“自对偶”临界点处的相位相干超导体和双相位非相干超绝缘体基态之间的量子相变。本文将玻色-爱因斯坦凝聚体的拓扑有序化框架推广到与四维量子理论相关的四维四元数有序系统。这是通过引入一个非阿贝尔拓扑项来实现的，该项描述了第三同伦群点缺陷（如广义磁涡旋）和库珀对类电荷之间的耦合。属于第三同伦群的点缺陷与电荷激发是对偶的，这导致在“自对偶”临界点处在取向有序和取向无序基态之间表现出量子相变。在这个“自对偶”临界点附近的阻挫基态，其特征在于属于第二类陈式的全局拓扑不变量。
2019-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Coupled elastic membranes model for quantum heat transport in semiconductor nanowires
本文提出了一个由耦合弹性膜组成的纳米线模型，目的是研究准一维量子系统中的热输运。每个弹性膜的振动被量子化，并且允许振动能量在相邻膜之间流动。纳米线的末端附着在保持在不同温度下的热浴中。我们推导了纳米线上能量流动的量子主方程，得到了热电流等关键观测量。我们通过随机化膜半径来研究无序边界对热流的影响。我们评估模型作为纳米线模拟以及研究的无序边界上的热导率的影响。计算结果表明，膜晶格模型表明，直径声子限制和严重减少的热导率由于表面粗糙度，这是半导体纳米线的特性。表面粗糙度还产生$κ=αL^β$形式的热导率的长度依赖性，其中$β$依赖于在其它弹道状态下的无序特性。最后，该模型的参数拟合到现有的实验数据的硅纳米线和计算的结果进行评估对实验数据。
2019-01-15 cond-mat.mes-hall
Electron transport through multilevel quantum dot
利用格林函数方法研究了夹在两个金属接触之间的多层量子点的量子输运性质。在这里，我们做参数计算，紧束缚模型的基础上，研究通过这样的桥梁系统的输运性质。电子输运性质受（a）点中的量子化能级的数目、（b）点与电极的耦合强度、（c）平衡费米能$E_F$的位置和（d）表面无序的显著影响。在弱耦合极限下，电导（$g$）呈现出与量子化能级相关的尖锐共振峰，而在强耦合极限下，电导得到了显著的展宽。通过我们对电流-电压（$I$ - $V$）特性的研究，通过这些系统的电子转移行为变得更加清晰可见。在这种情况下，我们还描述了电流波动的噪声功率（$S$），并确定Fano因子（$F$），它提供了一个重要的信息之间的电荷载流子的电子相关性。最后，我们通过研究表面无序效应，发现了一种新的输运现象，即在强无序区，电流振幅随表面无序强度的增加而增加，而在弱无序区，电流振幅随表面无序强度的增加而减小。这种反常行为与体无序系统的反常行为完全相反，在体无序系统中，电流振幅总是随无序强度的增加而减小。同时还观察到，电流振幅强烈依赖于系统的尺寸，揭示了有限量子尺寸效应。
2009-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum Hall - insulator transitions in lattice models with strong disorder
本文报道了在二维正方形晶格中，在一个随机势和一个垂直于晶格方向的均匀磁场作用下，紧束缚模型中的整数量子霍尔效应的数值研究结果.我们认为场的大小，使每个通量量子的面积是相称的晶格结构。单电子波函数的拓扑性质被用来识别负责量子化霍尔电导的载流状态。我们研究了磁场和无序之间的相互作用，发现了一种普遍的模式，即随着无序强度的增加，载流态被破坏，系统被驱动到绝缘态。我们还讨论了如何将格点模型的结果插值到连续极限。讨论了低磁场下强无序系统中量子霍尔-绝缘体跃迁与以前理论和实验研究的关系。
1998-07-23 cond-mat.mes-hall
Disorder-Induced Quantum Phase Transitions in Three-Dimensional Second-Order Topological Insulators
对三维二阶拓扑绝缘体（3DSOTI）的无序效应进行了数值和解析研究。这项研究是基于一个紧束缚哈密顿非相互作用的电子在立方晶格上的反射对称性，支持3DSOTI在没有无序。有趣的是，与只能是扩散金属（DM）或安德森绝缘体（AI）的拓扑平凡系统的无序效应不同，无序可以依次诱导四个相的3DSOTI，三维一阶拓扑绝缘体（3DFOTI），DM和AI。在弱无序时，当强度$W$的现场随机势低于低临界值$W_{c1}$时，系统是无序的3DSOTI，其特征在于恒定的态密度和通过其手性铰链态的$e^2/h$的量子化整数电导。体态的间隙在较高的临界无序$W_{c2}$处闭合，并且该系统是处于$W_{c1}$和$W_{c2}$之间的较低中间无序的无序3DFOTI，其中电子传导是通过拓扑表面态。该系统在$W_{c2}$和$W_{c3}$之间的更高中间无序中变成DM，在该更高中间无序之上费米能级处的状态被局域化。它在$W_{c3}$处经历了正常的三维金属-绝缘体转变，并成为$W>W_{c3}$的常规AI。自洽玻恩近似允许人们看到体态密度和狄拉克质量是如何被就地无序改变的。
2020-08-28 cond-mat.mes-hall
Topological phase transitions in an inverted InAs/GaSb quantum well driven by tilted magnetic fields
量子自旋霍尔绝缘体中的螺旋边缘态可能受到时间反演对称性的保护.然而，即使在磁场的存在下，打破了时间反演对称性，螺旋边缘导电仍然可以存在，被称为赝量子自旋霍尔效应。本文研究了磁场对赝量子自旋霍尔效应和相变的影响。我们证明了在高场下，面内磁场驱动赝量子自旋霍尔态到金属态。此外，在固定面内磁场的情况下，增大面外磁场会导致InAs/GaSb量子阱中赝量子自旋霍尔态的重入.计算了重入态的边态概率分布和陈数，验证了重入态的拓扑非平凡性。重入行为的起因是由于面内磁场诱导的轨道效应引起的朗道能级的非单调弯曲和朗道能级混合。无序的鲁棒性表现在数值计算的量子化电导的无序纳米线内Landauer-Büttiker形式主义。
2017-04-06 cond-mat.mes-hall
Magneto-transport in closed and open mesoscopic loop structures: A review
磁输运性质在闭环和开环结构内仔细审查紧束缚形式主义。在Aharonov-Bohm磁通$ϕ$作用下，在导电环中观察到了一种新的介观现象，并从量子相位相干、电子-电子关联和无序等方面探讨了这种现象.主要结果分三个部分进行了分析。首先，我们研究了持续电流的行为在不同分支的锯齿形碳纳米管内的Hartree-Fock平均场方法使用第二个量子化配方。持续电流的相位反转在几个分支作为哈伯德相互作用的函数被发现表现出有趣的模式。我们的数值计算结果表明，在锯齿形碳纳米管填充依赖的金属-绝缘体转变。接下来，我们解决了持续电流的行为在有序无序分离的纳米管记住壳掺杂纳米线，可以提供一个奇怪的电子行为，而不是均匀掺杂的纳米线的可能的实验实现。最后，我们把注意力集中在开环几何中的持续电流的行为，我们钳位在两个理想的半无限电极之间的有序的二元合金环，使电极环电极桥。从我们的研究中，我们提出，在适当的参数值的选择下，系统可以作为一个$p$型或$n$型半导体。
2015-07-23 cond-mat.mes-hall
