Metal-Insulator Transition Tuned by External Gates in Hall Systems with Constrictions
研究了Roddaro等人[1]最近实验中报道的具有点收缩的量子霍尔（QH）系统中由外部门调谐的金属-绝缘体跃迁的性质。我们将这种现象归因于整数边缘分裂成导电和绝缘条纹，后者足够宽以允许边缘结构的稳定性。沟道间杂质散射和沟道间库仑相互作用不会使这幅图不稳定。
2006-07-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Current Correlations in Quantum Spin Hall Insulators
我们考虑一个四端结构的二维拓扑绝缘体（量子自旋霍尔绝缘体），上下边缘之间有局域隧穿。边缘模被建模为螺旋Luttinger液体和电子-电子相互作用被准确地考虑。利用微扰理论，我们导出了边间电流的累积母函数。我们发现，不同的可能的传输通道引起不同的签名在电流噪声和电流的互相关，这可以利用在实验中阐明电子-电子相互作用和螺旋性质的边缘状态之间的相互作用。
2011-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Quantum Hall effect of the surface states in topological insulator
在边缘态框架下研究了垂直磁场作用下拓扑绝缘体表面态的量子霍尔效应。狄拉克费米子的运动将形成离散的朗道能级，其中完全饱和的零模将根据狄拉克费米子有效质量的符号在边界附近有不同的行为。霍尔电导被量子化为n（n为整数），单位为：正质量为e^2/h，负质量为n+1，无质量费米子为n+1/2。在拓扑绝缘体中，狄拉克费米子的质量项可以是磁场中的塞曼耦合，也可以是薄膜中的有限尺寸效应引起的。例如Bi_2Se_3的g因子是正的，对狄拉克费米子产生正的质量项。我们致力于拓扑绝缘体中量子霍尔效应的实验实现。
2009-09-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
From Fractional Chern Insulators to a Fractional Quantum Spin Hall Effect
我们研究了平坦能带的代数结构，平坦能带的部分填充可能引起分数量子反常霍尔效应（或分数陈氏绝缘体）和分数量子自旋霍尔效应。这两种效应都出现在足够平坦的能带以及大致平坦和均匀的Berry曲率的情况下，使得全局陈氏数（拓扑不变量）可以与局部非对易几何相关联。这种几何形状类似于我们更熟悉的情况，即强磁场中二维电子系统中的分数量子霍尔效应。
2012-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Insulator, semiclassical oscillations and quantum Hall liquids at low magnetic fields
在低磁场下，对二维GaAs电子系统进行了磁输运测量，以研究量子霍尔效应。在从绝缘体到QH液体的过渡中观察到Shubnikov-de Haas（SdH）公式的振荡，当所观察到的几乎与温度无关的霍尔斜率表示微不足道的相互作用校正。我们的研究表明，SdH振荡的存在，在这样的过渡可以理解的基础上的非相互作用模型。
2012-09-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Weak Field Hall Resistance and Effective Carrier Density Through Metal-Insulator Transition in Si-MOS Structures
通过金属-绝缘体转变，研究了不同迁移率的Si-MOS结构中二维电子层的弱场霍尔电压。在过渡金属一侧的临界密度附近，我们发现霍尔电压与其经典值有微弱的偏差（约6- 20%）。该偏差与对角电阻率rho_{xx}（T）的强温度依赖性无关。在迁移率最高的样品中发现R_{xy}的最小偏差，其对角电阻率ρ_{xx}随温度的变化最大（5倍）。
1999-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Non-Abelian spin Hall insulator
受扭曲MoTe2实验启发，本文提出在时间反演共轭Chern能带半填充下，通过能带混合减小短程自旋相互作用以稳定非阿贝尔自旋霍尔绝缘体，并发现15% moiré周期的相互作用减小即可实现该相。
2025-05-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Bilayer Haldane model: From trivial band insulator to fractionalized quantum anomalous Hall insulator
受体拓扑邻近效应和拓扑自举效应研究的启发，我们考虑了两个耦合层的量子反常霍尔（QAH）绝缘体，它们具有相反的时间反转断裂符号，这导致半填充时的平凡带绝缘体。我们研究的影响，在这个模型中的从转子理论，这导致层选择性莫特转变，导致在一个分数的量子反常霍尔绝缘体QAH $^*$的Chern带绝缘体与手性自旋液体共存。我们还计算了QAH $^*$相附近的边缘电子谱函数。
2018-04-17 cond-mat.str-el
Quantum-Hall to Insulator Transition in Ultra-low-carrier-density Topological Insulator Films and a Hidden Phase of the Zeroth Landau Level
在磁场作用下的拓扑表面态的一个关键特征是在零能量处存在第零朗道能级。尽管如此，探测第零朗道能级一直具有挑战性，因为大的电子空穴水坑涂抹了它的能量景观。在这里，通过开发超低载流子密度的拓扑绝缘体Sb $_2$ Te $_3$薄膜，我们能够达到一个极端的量子极限的拓扑表面状态，并揭示了一个隐藏的相位在零朗道水平。首先，我们发现了一个意想不到的量子霍尔到绝缘体的转变附近的零朗道水平。然后，通过详细的标度分析，我们发现这种量子霍尔到绝缘体的转变属于一个新的普适类，这意味着这里发现的绝缘相具有与非拓扑系统中的绝缘相根本不同的起源。
2019-07-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Prospect of quantum anomalous Hall and quantum spin Hall effect in doped kagome lattice Mott insulators
具有非平凡拓扑结构的电子态具有许多新的现象，具有革命性信息技术的潜力。量子反常霍尔效应提供了电子的自旋极化无耗散输运，而量子自旋霍尔效应与超导性的结合已经被提出作为实现无退相干量子计算的基础。我们介绍了一种实现这些效应的新策略，即通过空穴和电子掺杂可果美晶格莫特绝缘体，例如，化学取代。作为一个例子，我们将这种新的方法应用于天然矿物Herbertsmithite。我们证明了所提出的修改的可行性进行从头计算密度泛函理论计算，并证明了发生的预测效果，使用现实的模型。我们的研究结果预示着一个新的家庭的量子反常霍尔和量子自旋霍尔绝缘体在负担得起的能量/温度标度的基础上，戈薇晶格的过渡金属离子。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnon Nonlinear Hall Effect in 2D Antiferromagnetic Insulators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；South China Normal University（华南师范大学）
研究提出磁子非线性霍尔电流作为探测二维反铁磁绝缘体磁性的新方法，揭示其与磁结构的内在关联及多层反铁磁绝缘体的层间磁耦合特性。
2025-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Real-space Obstruction in Quantum Spin Hall Insulators
最近推出的分类的二维绝缘体的拓扑晶体不变量已被应用到迄今为止的“受阻”原子绝缘体的特征是电子Wannier函数和离子位置的中心之间的失配。我们将这一概念推广到量子自旋霍尔绝缘体，其中的基态不能用时间反演对称局域化的Wannier函数来描述。通过对称性分析以及密度泛函理论，确定并研究了一个在所有相关电子和拓扑性质中与石墨烯等效的系统，除了一个实空间障碍物。低能模型包含局域自旋轨道耦合和非局域对称性破缺势，它们是形成受阻量子自旋霍尔绝缘体的必要条件.一个实验指纹的障碍，然后测量在一个大间隙的三角形量子自旋霍尔材料。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractional Quantum Hall Effect and Featureless Mott Insulators
我们指出并明确证明了无特征的莫特绝缘体和分数量子霍尔液体之间存在着密切的联系。在最低朗道能级（LLL）下，以磁Wannier态为单粒子基，证明了LLL中相互作用玻色子的哈密顿量映射到由磁Wannier态形成的三角晶格上无特征莫特绝缘体的哈密顿量上.哈密顿量非常简单，只包含短程排斥和环交换项。
2010-03-11 cond-mat.str-el
Holographic duality between $(2+1)$-d quantum anomalous Hall state and $(3+1)$-d topological insulators
本文利用精确全息映射研究了$(2+1)$维量子反常霍尔态，即具有量子化霍尔电导的带绝缘体。精确全息映射是实现全息对偶性的一种方法，它将量子反常霍尔态映射到$(3+1)$维双曲空间中的另一个态。通过研究拓扑响应性质和纠缠谱，证明了量子反常霍尔态的全息对偶理论是一个$(3+1)$维拓扑绝缘体.这种对偶描述通过不同尺度下自由度之间的量子纠缠来刻画系统的拓扑性质。
2016-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Generic Wavefunction Description of Fractional Quantum Anomalous Hall States and Fractional Topological Insulators
我们提出了一种构造一般分数量子反常霍尔态的系统方法，它是分数量子霍尔态到具有零净磁场和全晶格平移对称的晶格模型的推广.也可以构造局部和非线性不变的哈密顿量，其中所提出的状态是唯一的基态。我们的结果表明，一般的手征拓扑有序态可以在晶格模型中实现，而不需要磁平移对称性和朗道能级结构。我们进一步推广我们的方法的时间反演不变模拟分数量子霍尔态-分数拓扑绝缘体，并提供了第一个明确的波函数描述分数拓扑绝缘体在自旋守恒的情况下。
2011-05-21 cond-mat.str-el
Kondo Tunneling into a Quantum Spin Hall Insulator
阐述了由普通金属、量子点和二维拓扑绝缘体（处于量子自旋霍尔态）组成的结的物理性质。它是近藤关联和量子自旋霍尔边缘态在二维拓扑绝缘体两侧运动的微妙结合。在窄条几何形状中，这些边缘状态相互作用，并且在边缘状态谱中打开间隙。因此，Kondo屏蔽效果较差，并且影响通过结的电子输运。具体地说，当边缘态耦合足够强时，隧穿微分电导在零温度下出现下降，而不是标准的零偏压近藤峰。
2012-01-03 cond-mat.str-el
Large Phonon Thermal Hall Conductivity in a Simple Antiferromagnetic Insulator
已知声子在某些绝缘体中产生热霍尔效应，包括具有稀土杂质的氧化物、量子顺电体、多铁性材料和铜氧化物莫特绝缘体。在每种情况下，材料的一个特殊特征被假定为与在磁场中赋予声子手性的基本机制相关。问题是声子霍尔效应是一种不寻常的现象--与特殊的特性有关，如稀土杂质的斜散射、结构畴、铁电性、铁磁性--还是一种比迄今为止所认为的更常见的绝缘体特性。为了帮助回答这个问题，我们转向了一个简单的绝缘体，没有以前遇到的特殊功能：立方反铁磁体Cu $_3$ TeO $_6$。我们发现它具有迄今为止任何绝缘体中最大的霍尔热导率$κ_{\rm{xy}}$。我们表明，这是由于声子的记录高的$κ_{\rm{xy}}$信号，它不需要存在的磁秩序，因为它持续高于有序温度。我们的结论是，声子霍尔效应可能是一个相当普遍的性质的固体。
2021-10-25 cond-mat.str-el
On the Stability of Quantum Hall Kagome-ice Insulator
利用精确对角化方法，数值研究了Kagome-ice绝缘体的三维稳定性和自旋各向异性轴的倾斜角。最近发现的kagome-冰绝缘体，在2/3电子填充在kagome晶格上的双交换模型，是一个陈氏绝缘体，尽管没有磁性长程序的量子化霍尔响应。我们发现，这种特殊的状态保持稳定时，晶格扩展到三维各向异性烧绿石晶格中的弱层间耦合区域。另一方面，我们表明，戈薇冰绝缘体也是稳定的对倾斜角的变化。此外，我们发现另一个kagome冰绝缘体在1/3填充在不同的范围内的倾斜角。我们的研究结果表明，量子反常霍尔响应是广泛观察到的变种kagome冰双交换系统。
2013-09-19 cond-mat.str-el
Phonon Hall Viscosity in Magnetic Insulators
在晶格声子的低能描述中，声子霍尔粘滞度是表示时间反演对称性破缺的主要项。它可以产生声子Berry曲率，并可以通过声学法拉第效应和热霍尔输运在实验上观察到。本文提出了一个系统的方法来获得外磁场作用下磁性绝缘体中由声子-磁振子相互作用引起的声子霍尔粘滞系数。我们得到了导致非零法拉第旋转和霍尔电导率的一般对称性判据，并阐明了晶格对称性、自旋轨道耦合、外磁场和磁有序之间的相互作用。通过微观计算验证了对称性分析。通过构造描述自旋动力学和自旋-晶格耦合的广义霍尔允许的有效作用量，并对自旋涨落进行积分，可以得到声子有效作用量中的首阶时间反演破缺项，即声子霍尔粘滞.本文对四方晶格的铜氧化物莫特绝缘体Sr $_2$ CuO $_2$ Cl $_2$的反铁磁体进行了详细的分析，所述方法可以推广到其它磁性绝缘体。
2021-03-07 cond-mat.str-el
Symmetry-enforced quantum spin Hall insulators in $π$-flux models
本文证明了二维$π$通量模型中量子自旋霍尔效应的Lieb-Schultz-Mattis定理。在存在时间反演、$U(1)$电荷守恒和磁平移（每个晶胞具有$π$ -通量）对称性的情况下，如果一般的相互作用哈密顿量在半填充（即每个晶胞具有奇数个电子）时具有唯一的带隙对称基态，则它只能是QSH绝缘体。换句话说，平凡的莫特绝缘体在半填充时被对称性所禁止。我们进一步证明了这种非线性增强的QSHE可以在冷原子中实现，通过摇动光晶格和施加含时塞曼场。
2017-03-14 cond-mat.str-el
Quantum Hall Superfluids in Topological Insulator Thin Films
三维拓扑绝缘体具有受保护的Dirac锥表面态。本文提出了磁场诱导的拓扑绝缘体薄膜有序态，其中上下表面之间自发地建立了相干。我们发现，这些材料的大介电常数增加层分离范围内的相干生存和降低超流声速，但对超流密度或电荷间隙的影响不大。在总朗道能级填充因子$ν_T=0$的相干态被预测为无边缘模式，定性地改变其输运现象。
2011-07-14 cond-mat.str-el
Hall effect in doped Mott insulator: DMFT-approximation
在动力学平均场论的框架下，分析了掺杂莫特绝缘体作为母体铜氧化物超导体的霍尔效应。我们考虑部分填充（空穴掺杂）的下哈伯德带和计算霍尔系数和霍尔数的依赖空穴掺杂，确定的临界浓度的霍尔系数的符号变化。注意到霍尔效应的显著温度依赖性。结果表明，在YBCO的正常状态下，霍尔数的浓度依赖性与实验结果吻合得很好。
2022-03-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
The thermal Hall conductance of two doped symmetry-breaking topological insulators
本文研究了两种破断拓扑绝缘体模型。它们是Chakravarty，Laughlin，Morr和Nyack[1]提出的d-密度波哈密顿量的变体，用来解释铜氧化物的赝能隙。掺杂后，两种模型都表现出类似于文献[1]中报道的反常热霍尔效应。[2]的文件。此外，它们还具有沿布里渊区对角线中心的空穴袋，这与参考文献中测量的霍尔系数一致。[3]。
2019-07-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Lattice symmetry and emergence of antiferromagnetic quantum Hall states
具有非平凡拓扑带的系统中的强局域相互作用可以稳定量子态，如磁性拓扑绝缘体。我们研究了晶格对称性对可能出现的反铁磁量子霍尔态的影响。我们考虑的Spinful的Harper-Hofstadter模型扩展的下一个最近邻（NNN）跳跃，打开一个间隙在半填充，并允许实现量子霍尔绝缘体。量子霍尔绝缘体具有陈数$\mathcal{C}=2$，因为两个自旋分量处于相同的量子霍尔状态。我们在系统中沿$\hat{x}$方向增加了一个有利于正常绝缘体的交错势$Δ$，并在系统中增加了有利于莫特绝缘体的Hubbard相互作用$U$.莫特绝缘体是一个Néel反铁磁小和条纹反铁磁大NNN跳跃。我们调查的$U$ - $Δ$相图的小和大NNN跳跃模型。结果表明，在大NNN跳变时，相图中存在$\mathcal{C}=1$条状反铁磁量子霍尔绝缘体，而在小NNN跳变时，不存在等效的$\mathcal{C}=1$ Néel反铁磁量子霍尔绝缘体.我们讨论了只有当自旋翻转效应不能被空间群操作补偿时，才能出现$\mathcal{C}=1$反铁磁量子霍尔绝缘体。我们的研究结果可以作为一个指导方针，在未来的研究中寻找反铁磁量子霍尔态。
2021-04-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Phonon thermal Hall effect in charge-compensated topological insulators
本研究系统探究电荷补偿型拓扑绝缘体的输运特性，发现低温下显著的声子热霍尔效应，观测结果支持带电杂质斜散射的理论机制，为理解声子热霍尔效应的起源提供了新的实验依据。
2024-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Terahertz Quantum Hall Effect in a Topological Insulator
利用外加磁场下的THz光谱研究了应变碲化汞（HgTe）三维拓扑绝缘体的低温电荷动力学。从法拉第旋转角和椭圆率得到了载流子的完整表征，包括二维密度、散射率和费米速度。得到的费米速度值为样品中载流子的狄拉克特性提供了进一步的证据。在谐振器实验中，我们观察到量子霍尔振荡在太赫兹频率。从这些振荡的周期估计的2D密度同意与拓扑表面状态的直接传输实验。我们的发现为拓扑绝缘体中有限频率量子霍尔效应的研究开辟了新的途径。
2012-08-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal Hall Resistivity as a Unifying Description of Phonon Thermal Hall Effect in Various Insulators
Nanyang Technological University（南洋理工大学）；National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室）；National High Magnetic Field Laboratory（国家高磁场实验室）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）
研究各种绝缘体中的声子热霍尔效应，以掺杂的莫特绝缘体La$_{5/3}$Sr$_{1/3}$NiO$_4$为例，通过热霍尔电阻率$w_{xy}$的特性揭示其可作为该效应的统一描述，且与材料局域电子态相关。
2026-07-24 cond-mat.other cond-mat.str-el
Chiral Topological Insulator on Nambu 3-Algebraic Geometry
基于Nambu 3-代数几何构造了具有Landau能级的手征拓扑绝缘体（AIII类）.在四维量子霍尔效应的非对易几何背景下，阐明了AIII类拓扑绝缘体手征对称性的几何起源.多体基态波函数被明确地导出为具有唯一$K$矩阵结构的$(l,l,l-1)$ Laughlin-Halperin型波函数。基本激发被识别为具有分数电荷${1}/({1+2(l-1)^2})$的任意弦状物体。手性拓扑绝缘体的霍尔效应是霍尔效应的一种颜色版本，具有霍尔效应和自旋霍尔效应的双重性质。
2014-08-02 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
A 1d lattice model for the boundary of the quantum spin-Hall insulator
我们提出了一个一维晶格模型，它模拟了传统的二维量子自旋霍尔绝缘体（QSHI）的边界，具有$U(1)$对称性和时间反演$T$，满足$T^2 = (-1)^F$。我们的建设利用了一个局部张量积希尔伯特空间有限的网站尺寸与非现场对称行动。我们讨论了如何几个签名的QSHI，如部分收费$T$ -域壁和克拉默斯奇偶校验切换后，$π$ -通量线程，表现在我们的治疗。我们还提出了一个一维的哈密顿量，其基态实现了传统的Luttinger液相的QSHI边缘。
2019-08-23 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
