Light-induced large and tunable valley-selective Hall effect in a centrosymmetric system
提出通过双圆偏振光驱动graphene打破对称性，在中心对称系统中实现大且可调的谷选择性霍尔效应，其电导率比非中心对称系统高两个数量级，且主谷可通过调节相位差切换。
2024-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate tunable quantum Hall effects in defect-suppressed Bi2Se3 films
尽管多年的努力，尝试达到拓扑表面态（TSS）的量子制度的电可调拓扑绝缘体（TI）平台上迄今失败的二元TI化合物，如Bi2Se3由于高密度的界面缺陷。在这里，利用一个最佳的缓冲层上的栅极衬底，我们证明了第一个电调谐量子霍尔效应（QHE）TSS的Bi2Se3。在n侧，出现了定义明确的QHE，但它在电荷中性点（CNP）附近减小，并在p侧完全消失。此外，随着磁场的增加，在CNP周围，系统从金属态转变为高阻态，其温度依赖性表明在高磁场下存在绝缘基态。
2019-07-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Light-induced topological phase transition with tunable layer Hall effect in axion antiferromagnets
本文理论上提出圆偏振光可将MnBi2Te4薄膜中的轴子绝缘相转变为量子反常霍尔态，实现可调陈数，并揭示层分辨反常霍尔效应的空间重排，为拓扑反铁磁自旋电子学应用提供新策略。
2024-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chern Number Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer Transitional Metal Oxides via Manipulating Magnetization Orientation
尽管人们在理论和实验上对量子反常霍尔效应（QAHE）进行了大量的探索，但陈数可调的QAHE系统仍然有限。在这里，我们从理论上提出，NiAsO $_3$和PdSbO $_3$，单层过渡金属氧化物，可以实现QAHE与可调陈数通过操纵他们的磁化方向。当磁化位于\textit{x-y}平面中并且所有镜像对称性被破坏时，低陈数（即，$\mathcal{C}=\pm1$）相出现。当磁化呈现非零\textit{z}方向分量时，系统进入高陈数（即，$\mathcal{C}=\pm3$）相，即使在倾斜磁化的存在下。当磁化方向为\textit{z} -方向时，PdSbO单层$_3$的带隙接近室温能级（23.4 meV）.利用Wannier紧束缚模型，建立了磁化诱导拓扑相变相图。我们的工作为实际电子应用提供了一个可调陈数的高温QAHE系统。
2022-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Highly tunable nonlinear Hall effects induced by spin-orbit couplings in strained polar transition-metal dichalcogenides
最近，在原子级薄的~ 1 T '/Td-WTe $_2$中发现了由Berry曲率偶极子引起的非线性霍尔效应。在这项工作中，我们表明，在应变极性过渡金属二硫属化物（TMD）与2 H-结构，贝里曲率偶极子的自旋自由度产生强的非线性霍尔效应。在0.2%量级的单轴应变下，在电子掺杂的极性TMD如MoSSe中出现了强非线性霍尔信号，其特征在于1 μ m量级的Berry曲率偶极子，并且这在实验上很容易检测到。此外，非线性霍尔电流的大小和符号可以很容易地通过电动门控和应变进行调谐。这些性质可用于区分非线性霍尔效应与经典机制，如棘轮效应。重要的是，我们的系统提供了一个潜在的方案，用于构建电开关能量收集整流器。
2020-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Radiation Field Aided Quantum Spin Hall Phase in Bi2Se3Thin Film
本文通过将近红外圆偏振辐射场入射至掺杂磁性杂质的 Bismuth Selenide，基于含时哈密顿量与高频极限下的 Floquet 理论，揭示了光场可调性使系统从量子反常霍尔相转变为量子自旋霍尔相。
2023-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically Tunable Quantum Spin Hall State in Topological Crystalline Insulator Thin films
结合$k \cdot p$理论、能带拓扑分析和电子结构计算，预测了SnTe类三维拓扑晶体绝缘体（111）薄膜在较宽的厚度范围内实现量子自旋霍尔相.非平凡拓扑结构源于三维极限下TCI拓扑表面态的面间耦合。表面间耦合改变符号，并引起拓扑相变作为膜厚度的函数。此外，这种耦合可以强烈地受到外部电场的影响，因此量子自旋霍尔相位可以在实验可达的电场下有效地调谐。研究结果表明，（111）薄膜是实现量子自旋霍尔绝缘体新应用的理想平台。
2015-01-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantum anomalous Hall effect and tunable topological states in 3d transition metals doped silicene
我们通过掺杂3d过渡金属在硅烯中实现了量子反常霍尔效应。用解析模型和Wannier插值方法研究了钒掺杂硅烯中存在稳定的量子反常霍尔效应。我们还预测了在某些过渡金属掺杂的硅烯中可以实现量子谷霍尔效应和电可调拓扑态，在这些能带反转的地方。我们的发现为实现量子反常霍尔效应提供了新的方案，为实现电可控拓扑态提供了平台。
2013-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable quantum spin Hall effect in double quantum wells
拓扑绝缘体（TI）领域正在迅速发展。关于可能的应用，寻找具有容易控制的TI相的材料是一个关键问题。在具有反转带隙的碲化汞基量子阱中，量子自旋霍尔效应的特征是由时间反转对称性保护的单对螺旋边模.我们分析了一般耦合的碲化汞双量子阱（DQW）的拓扑特性，并展示了如何在这样的系统中的TI相可以由层间偏置电压驱动，即使当各个层是非反转的。我们认为，该系统允许类似的（层）赝自旋为基础的物理在双层石墨烯，但与谷简并的关键情况下。
2012-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnon magic angles and tunable Hall conductivity in 2D twisted ferromagnetic bilayers
随着在扭曲双层石墨烯（tBLG）中发现相关的绝缘相和超导相，扭曲电子学是当前凝聚态物理中最活跃的研究领域之一。在这里，我们提出了tBLG的磁振子类似物。我们研究了扭曲铁磁双层膜（tFBL）中的磁振子，包括交换和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。对于可忽略的π，tFBL呈现离散的磁振子魔角和类似于tBLG的平坦莫尔能带。然而，这一变化改变了局面，使该系统更加奇特。tFBL中的自旋导致了任意扭转角下丰富的拓扑磁振子能带结构。扭转角变成了磁振子霍尔和能斯特电导率的控制旋钮。带隙的平坦带出现在连续的魔角中。在连续谱的下限，能带结构重构形成拓扑平坦带束。豪华的扭曲角控制带隙，拓扑性质，平带的数量，霍尔和能斯特电导率呈现tFBL一种新颖的设备从基本和应用的角度来看。
2020-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable topological magnon-polaron states and anomalous Hall phenomena in two-dimensional ferromagnetic insulators
本研究针对二维铁磁绝缘体中的磁振子-极化子杂化态，通过磁场调控基态磁化方向实现其拓扑性质可调，可分离调控热霍尔与自旋能斯特信号，为凝聚态量子态调控提供新方向。
2023-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin-charge conversion in class-I topological Dirac semimetals
我们从理论上证明了第一类拓扑狄拉克半金属（TDSM）可以提供一个平台，实现电和磁可调自旋电荷转换。在时间反转对称的情况下，沿着单轴旋转轴（$z$ -轴）的自旋分量近似守恒，这导致各向异性自旋霍尔效应-所产生的自旋霍尔电流依赖于外部电场和$z$ -轴之间的相对取向。另一方面，磁场的应用破坏了时间反转对称性，将TDSM驱动到外尔半金属相，并且因此将自旋电流部分地转换为电荷霍尔电流。使用久保公式，我们数值计算的自旋和电荷霍尔电导率的基础上的一个低能量的TDSM哈密顿与塞曼耦合。除了自旋霍尔电导率$σ_{xy}^z$的常规张量元外，我们发现非常规的分量，如$σ_{xy}^x$和$σ_{xy}^y$，也存在并随着磁场的旋转而变化.同样，电荷霍尔电导率也表现出明显的可调谐性时的变化的磁场。我们表明，这种可调谐性-以及大的自旋-电荷转换效率-产生的TDSM的对称性和能带拓扑结构的相互作用。
2022-04-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable high Chern-number quantum anomalous Hall effect through interlayer ferromagnetic coupling in two-dimensional ferromagnet NiSbO3
本研究预测单层NiSbO3具有陈数C=3的高陈数量子反常霍尔效应，其居里温度达291K，双层结构因层间铁磁耦合可实现C=6的可调陈数，为拓扑量子器件和自旋电子学提供候选材料。
2024-10-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Magnonic Thermal Hall Effect in Skyrmion Crystal Phases of Ferrimagnets
从理论上研究了亚铁磁体Skyrmion晶相中磁振子在角动量补偿点附近的热霍尔效应。为此，我们从推导任意平衡自旋织构背景下磁振子的运动方程开始，这产生了磁振子的虚拟电磁场。随着净自旋密度的变化，所得到的运动方程介于CP处的相对论Klein-Gordon方程和远离CP处的非相对论Schr{<$} dinger方程之间.在一致skyrmion密度近似下，在skyrmion晶相中，相对于序参量的右旋和左旋圆极化磁振子分别形成Landau能级.对于一个实验的建议，我们预测，磁热霍尔电导率改变其符号时，亚铁磁体跨CP调谐，提供了一种方法来控制自旋热电子器件的热通量一方面和一个可行的方法来检测CP的亚铁磁体的另一方面。
2018-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Strain Tunable Berry Curvature Dipole, Orbital Magnetization and Nonlinear Hall Effect in WSe2 Monolayer
在时间反演对称性破缺系统中，电子拓扑结构通常与Berry曲率有关，Berry曲率可以引起反常的霍尔效应.本征单层过渡金属二硫属化物具有两个不等价的K和K'谷，Berry曲率符号相反，从而消除了体系中的反常霍尔效应。在这里，我们报告的实验实现的Berry曲率在一个单一的谷单轴应变打破C3 v对称性WSe 2单分子层。因此，虽然K谷和K'谷的Berry曲率本身仍然相反，但这两个谷对非零Berry曲率偶极子的贡献是相等的。在施加电场时，出现的Berry曲率偶极子将导致面外轨道磁化，这进一步诱导对E^2具有线性响应的异常霍尔效应，称为非线性霍尔效应。利用门控技术研究了中等空穴掺杂的WSe_2单层薄膜的非线性霍尔效应的应变调制输运特性。二次谐波霍尔信号与电场呈二次函数关系，对应的轨道磁化强度单位电流密度可达60。与具有面内自旋极化的传统Rashba-Edelstein效应相比，这种电流诱导的轨道磁化沿着面外方向，从而有望实现垂直磁化的高效电开关。
2021-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-dimensional Weyl Half Semimetal and Tunable Quantum Anomalous Hall Effect in Monolayer PtCl$_{3}$
提出了一种新的物质拓扑量子态--二维Weyl半金属（WHS），其特征是在费米能级上的二维Weyl点属于一个自旋通道，使得低能电子由完全自旋极化的二维Weyl费米子描述.我们预测它的实现在单层PtCl $_3$的基态。我们表明，该材料是一个半金属与面内磁化，其费米面由一对完全自旋极化的外尔点的镜像对称，这是强大的对自旋轨道耦合的保护。值得注意的是，我们表明，WHS状态是一个临界状态的拓扑相变之间的两个量子反常霍尔绝缘体相位与相反的陈数，这样的量子反常霍尔状态之间的切换可以很容易地实现通过旋转的磁化方向。我们的研究结果表明，WHS提供了新的机会来控制手性边缘通道，这将有助于设计新的拓扑电子器件。
2019-03-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Floquet Engineering of Nonequilibrium Valley-Polarized Quantum Anomalous Hall Effect with Tunable Chern Number
本文提出利用Floquet工程在二维$M$Si$_2$$Z_4$材料中通过圆偏振光实现不依赖磁序的非平衡谷极化量子反常霍尔效应，陈数可通过光参数调至±4，为光调控拓扑相提供了新途径。
2022-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable inverse spin Hall effect in nanometer-thick platinum films by ionic gating
电选通可以强烈地调制半导体和绝缘体的各种物理性质，如硅的电导率发生显著变化，SrTiO_3的超导电性出现，（In，Mn）As的顺磁-铁磁转变等，而这种调制的关键是固体中的电荷积累。因此，人们认为，这种调制对于载流子数量太大的常规金属来说是遥不可及的。然而，成功地调整了钴的居里温度，甚至在金属材料中也有望最终实现这种程度的控制。在这里，我们显示了可逆调制高达两个数量级的反自旋霍尔效应-一种现象，管理自旋和电荷电流之间的相互转换-在铂。自旋-电荷转换使得能够在同一器件中产生和使用电流和自旋电流，这对自旋电子学和电子学的未来至关重要。
2018-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Robust High-temperature Multiferroic Device with Tunable Topological Hall Effect
通过将Pt/La0.5Ba0.5MnO3超薄膜与PbZr0.2Ti0.8O3铁电体集成，实现了由电压脉冲控制磁性Skyrmions产生与湮灭的可调拓扑霍尔效应，并揭示了由晶胞四方畸变引起的C型反铁磁-铁磁相变机制。
2023-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Inverse Spin Hall Effect from pulsed Spin Current in Organic Semiconductors with Tunable Spin-Orbit Coupling
有机半导体中由铁磁材料微波共振吸收引起的自旋电流的研究是自旋电子学研究的一个热点。由于OSEC固有的弱自旋-轨道耦合（SOC），其逆自旋霍尔效应（ISHE）响应是非常微妙的;受限于在连续波（cw）激发下适用的微波功率。在这里，我们介绍了一种新的方法，用于产生显着的ISHE信号，使用脉冲铁磁共振，其中ISHE是约2-3个数量级大的cw激励相比。这种强ISHE使我们能够研究各种OSEC，从具有强SOC的含有链内铂原子的π共轭聚合物，到弱SOC聚合物，到C60膜，其中SOC主要由分子表面曲率引起。脉冲ISHE技术为室温下自旋电流的有效注入和检测方案提供了一条可靠的途径，并为塑料材料中的自旋轨道电子学铺平了道路。
2015-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of tunable chiral spin textures with nonlinear optics
Aalto University（阿尔托大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Peking University（北京大学）；Seoul National University（首尔国立大学）
通过非线性光学研究CrPS₄中的可调自旋纹理，揭示其强非线性光学响应，为自旋光子学和自旋电子学提供新平台。
2025-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Spin-quantum Anomalous Hall Effect with Tunable Edge States in Sb Monolayer-based Heterostructures
采用从头算方法，在LaFeO 3衬底上氢化Sb（SbH）单层异质结中预测了一种新型的边缘态可调的拓扑绝缘体，称为量子自旋-量子反常霍尔（QSQAH）绝缘体.衬底在SbH薄膜中诱导了一个剧烈的交错交换场，这对QSQAH效应的产生起着重要作用。一个拓扑非平凡的带隙（高达35 meV）是开放的Rashba自旋轨道耦合，可以扩大应变和电场。为了理解QSQAH效应的物理机制，我们建立了一个基于px和py轨道的紧束缚模型。利用该模型研究了异质结中边缘态的奇异行为。发现与一个谷相关的无耗散手性电荷边缘态沿着样品的两侧出现，而与另一个谷相关的低耗散自旋边缘态只沿着样品的一侧流动。这些边缘状态可以灵活地调整偏振敏感的光致发光控制和/或化学边缘修改。这种灵活的操纵的电荷，自旋和谷自由度提供了一个很有前途的路线，在电子学，自旋电子学和valleytronics的应用。
2016-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Electrically tunable topological transport of moiré polaritons
过渡金属二硫属化物异质双层中的莫尔层间激子具有能够静电控制其流动的永久电偶极子和在莫尔景观中空间变化的光学偶极子。我们发现二维平面腔中的莫尔层间激子与光子的杂交导致了两种类型的莫尔极化激元，它们表现出不同形式的拓扑输运现象，包括自旋/谷霍尔效应和极化霍尔效应，其特征在于通过层间偏压控制激子-腔失谐而具有显著的电调谐性。
2020-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Two-Carrier Transport Induced Hall Anomaly and Large Tunable Magnetoresistance in Dirac Semimetal Cd3As2 Nanoplates
Cd_3As_2是狄拉克半金属的模型材料，在动量空间的三个方向上都具有线性色散关系。Cd_3As_2独特的能带结构使其同时具有Dirac性质和拓扑性质。它可以通过对称破缺被驱动到Weyl半金属或通过增强自旋轨道耦合被驱动到拓扑绝缘体。在这里，我们报告的温度和栅极电压依赖的磁输运性质的Cd 3As 2纳米板的费米能级附近的狄拉克点。霍尔异常表明，随着温度的降低，伴随着从n型到p型导电的转变的双载流子输运。载流子型转变的解释考虑温度依赖的自旋轨道耦合。磁电阻在高温下表现出很大的非饱和值，可达2000%，这归因于系统中的电子-空穴补偿。我们的研究结果对于理解与Dirac/Weyl半金属，如Na 3Bi，ZrTe 5，TaAs，NbAs和HfTe 5中的双载流子输运相关的实验观察是有价值的。
2016-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable Valley Polarization and Valley Orbital Magnetic Moment Hall Effect in Honeycomb Systems with Broken Inversion Symmetry
在这封信中，一个可调的谷极化蜂窝系统与破缺的反转对称性，如过渡金属二硫属化物MX2（M = Mo，W; X = S，Se）单分子膜，通过椭圆泵浦进行了研究。与圆形泵浦相比，椭圆泵浦是产生相干谷偏振的更为普遍和有效的方法。当MX2单分子膜的两个谷区被掺杂或极化时，由不同谷区的相反Berry曲率驱动的一种新颖的反常谷区轨道磁矩霍尔效应被预测，并且可以在没有电荷电流的伴随下产生轨道磁矩电流，为谷区电子学和轨道电子学的探索开辟了一条新的途径。谷轨道磁矩霍尔效应被认为可以掩盖自旋霍尔效应，并且在椭圆泵浦下是可调谐的。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall
Tunable dispersion of the edge states in the integer quantum Hall effect
拓扑方面目前代表了凝聚态物理的一个推动领域。然而，很少有人建议拓扑现象的技术应用。然而，最重要的是通过整数量子霍尔效应校准电阻标准。我们提出了修改的样品显示整数量子霍尔效应，使费米速度的可调谐性可能通过外部控制参数，如栅极电压。以这种方式，到目前为止未探索的可能性出现，以实现设备，如可调延迟线和干涉仪。
2017-10-30 cond-mat.mes-hall
Gate-tunable graphene-based Hall sensors on flexible substrates with increased sensitivity
我们展示了一种使用交流（AC）调制栅极电压来操作基于石墨烯的霍尔传感器的新概念，与静态操作下的霍尔传感器相比，其提供了三个重要优点：1）通过利用n型和p型电导两者，传感器灵敏度可以加倍。2)静态磁场可以在kHz范围内的频率下读出，其中1/f噪声比静态情况低。3)可以减小霍尔信号中的偏移电压。与没有栅电极的霍尔传感器相比，这显著增加了信噪比。对于在柔性箔上制造的霍尔传感器，发现最小可检测磁场Bmin低至290 nT/sqrt（Hz），灵敏度高至0.55 V/VT。这明显优于最先进的柔性霍尔传感器，并与最好的刚性III/V半导体霍尔传感器获得的值相当。
2019-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Reversal of Orbital Hall Conductivity and Emergence of Tunable Topological Quantum States in Orbital Hall Insulator
该研究通过应变工程结合k·p模型与第一性原理计算，在轨道霍尔绝缘体中实现轨道陈数符号反转和轨道霍尔电导反转，并探索了可调拓扑量子态。
2024-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Multifield tunable valley splitting and anomalous valley Hall effect in two-dimensional antiferromagnetic MnBr
预测反铁磁单层MnBr具有自发谷极化，其谷劈裂可通过多种场调节，并实现自旋层锁定的反常谷霍尔效应，为低功耗谷电子学器件提供平台。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A tunable Fabry-Pérot quantum Hall interferometer in graphene
量子霍尔边缘通道的电子干涉法有望探测和利用非阿贝尔任意子的奇异交换统计。然而，在半导体异质结构中，量子霍尔干涉测量已被证明具有挑战性，并且经常被充电效应所掩盖。在这里，我们表明，高迁移率单层石墨烯配备了一系列的栅极可调量子点接触，作为电子分束器提供了一个模型系统来执行法布里-珀罗量子霍尔干涉。我们观察到高能见度Aharonov-Bohm干扰免费的充电效果和广泛的可调通过静电门控或磁场，在显着的协议与理论。在温度为$0.02$ K时的相干长度为$\mathbf{10 \,μm}$，使我们能够进一步实现相干耦合的双法布里-珀罗干涉术。我们的结果为量子霍尔干涉术和利用拓扑激发进行量子计算开辟了一条新的途径。
2021-05-03 cond-mat.mes-hall
Valley-polarized quantum anomalous Hall phases and tunable topological phase transitions in half-hydrogenated Bi honeycomb monolayers
基于第一性原理计算，我们在半氢化Bi蜂窝单层膜中发现了新颖的谷极化量子反常霍尔（VP-QAH）相，在适当的屈曲角下，该相具有-0.19 eV的大禁带，并在自发磁化驱动下发生了可调的拓扑相变.根据磁化方向，可以出现四个不同的相，即，VP-QAH两相，铁磁绝缘态和金属态。当磁化从+ $\mathbf{z}$方向反转到- $\mathbf{z}$方向时，伴随着陈数的符号变化（从-1到+1），手征边缘状态从谷$K$移动到$K'$。我们的研究结果提供了一个平台，设计无耗散电子和谷电子在一个更强大的方式，通过调整的磁化方向。
2015-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Tunable Quantum Anomalous Hall Effect via Crystal Order in Spin-Splitting Antiferromagnets
本文提出在零磁化的自旋劈裂反铁磁体中，通过层间旋转和平移等晶体序调控手段实现可逆陈数和可调量子反常霍尔效应，突破了铁磁性调控陈数的传统认识。
2024-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Gate-Tunable Berry Curvature Dipole Polarizability in Dirac Semimetal Cd3As2
本文通过三阶非线性霍尔效应测量，揭示了狄拉克半金属 Cd3As2 纳米片中栅极可调的贝里曲率偶极子极化率，并证明其符号随费米能级穿过狄拉克点而改变，为拓扑电子学发展提供新途径。
2023-12-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Optically tunable spin Hall effect in periodically driven monolayer transition metal dichalcogenides
本研究利用圆偏振光驱动单层过渡金属二硫化物，通过Floquet线性响应理论验证了可光学调控自旋霍尔效应自旋流的大小与方向，揭示其源于非Rashba效应与CPL非微扰效应的结合。
2025-03-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunable valley Hall effect in gate-defined graphene superlattices
我们从理论上研究了作为实现可调谷依赖输运的平台的具有破缺反转对称性的栅极限定的石墨烯超晶格。我们的分析是基于最近的实验[C. Forsythe等人，Nat. Nanotechnol. 13，566（2018）]，其中通过纳米结构化石墨烯/图案化电介质/栅极结构中的电介质，在石墨烯上诱导了栅极可调超晶格电势。我们演示了如何电子紧束缚结构的超晶格系统类似于一个缺口狄拉克模型与相关的谷依赖运输使用展开程序。以这种方式，我们得到的谷霍尔电导率从超晶格布里渊区的Berry曲率分布，并证明了这种电导率的可调谐性的超晶格势。最后，我们计算了与横向谷电流和纵向充电电流相关的谷霍尔角，并证明了谷电流对图案化电介质中不规则性的鲁棒性。
2019-10-18 cond-mat.mes-hall
Electrically tunable spin polarization of chiral edge modes in a quantum anomalous Hall insulator
在量子反常霍尔效应中，手征边缘模有望无耗散地传导自旋极化电流，从而在未来的低能耗电子学和自旋电子学中具有巨大的前景。然而，在实验中从未建立手征边缘模的自旋极化。本文基于第一性原理计算建立的有效模型和更接近实际的紧束缚模型，从理论上研究了量子反常霍尔效应中手征边缘模的自旋极化.我们发现自旋极化可以通过调节局部栅电压或费米能级来控制。我们还建议通过将量子反常霍尔绝缘体与铁磁（FM）引线接触来提取手征边缘模式的自旋信息。手征边缘模自旋极化的建立，以及完全电学的操控和探测，将为量子反常霍尔效应在自旋电子学中的应用铺平道路。
2016-05-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Sliding ferroelectricity tunable conventional and anomalous spin Hall effects in bilayer 1T'-WTe2
Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；Shaanxi Yanyi Titanium Industry Company Limited（陕西言一钛业有限公司）
提出利用滑移铁电性调控双层1T'-WTe2中的传统和反常自旋霍尔效应，实现无外磁场垂直磁化翻转，并发现显著增强的自旋霍尔电导率。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable and giant valley-selective Hall effect in gapped bilayer graphene
贝里曲率类似于磁场，但在动量空间中，并且通常存在于具有非平凡量子几何的材料中。它赋予布洛赫电子横向反常速度，即使在没有磁场的情况下也能产生类霍尔电流。我们报道了原位可调谐的谷选择性霍尔效应（VSHE）的直接观测，其中反转对称性，从而电子的几何相位，是由一个面外电场控制。我们使用高品质的双层石墨烯与固有的和可调的带隙，照射圆偏振的中红外线，并确认所观察到的霍尔电压产生的光诱导谷人口。与二硫化钼相比，我们发现的数量级更大的VSHE，由于带隙的Berry曲率的逆缩放。通过对谷选择性霍尔电导的监测，研究了带隙对Berry曲率的影响。这种VSHE的原位操作为拓扑和量子几何光电器件铺平了道路，例如更鲁棒的开关和检测器。
2022-04-20 cond-mat.mes-hall
Quantum anomalous Hall effect with tunable Chern number in magnetic topological insulator film
研究了通过在多层拓扑绝缘体薄膜中掺杂磁性元素来实现陈数可调的量子反常霍尔效应的可能性。我们发现在理想中性样品中存在高Chern数QAHE相，通过调节交换场强度或样品厚度，可以直接过渡到另一种QAHE相。借助扩展的Halfton模型，我们证明了可调陈数QAHE相位的物理机制。进一步，我们研究了在费米能被门控调制的实际样品中的现象，其中多整数QAHE平台仍然存在，两个分离的QAHE相通过金属相连接。本文还讨论了高Chern数QAHE相的稳定性。
2011-10-28 cond-mat.mes-hall
Spin Hall conductance in a Y-shaped junction device in presence of tunable spin-orbit coupling
利用Landauer-Büttiker方法研究了三端Y型器件中存在可调自旋轨道相互作用时的自旋霍尔效应.我们已经发展了一种制造技术，用于在Y形器件的两个臂之间创建不同的角间距，以便研究角宽度对自旋霍尔电导（SHC）的影响。较小的角间距产生较大的电导。自旋量子化轴的任意取向也产生对应于Y形装置的不同角分离的SHC的有趣的三维等高线图。结果清楚地表明了自旋旋转对称性的破缺。进一步进行了系统的研究，比较和对比不同的SO项，如Rashba和Dresselhaus SO相互作用和角分离的相互作用。
2016-07-12 cond-mat.mes-hall
Tunable transmission of quantum Hall edge channels with full degeneracy lifting in split-gated graphene devices
量子霍尔机制中的载流子通过沿二维电子气边缘形成的一维导电通道传播。通过门可调收缩（也称为量子点接触（QPC））控制它们的传输是许多相干传输实验的基础。然而，在石墨烯中，由于在栅电极下方形成pn结，电子和空穴边缘沟道沿着所述结共同传播和混合，从而使收缩部短路，因此定制具有静电栅极的QPC仍然具有挑战性。在这里，我们表明，由于朗道能级的完全简并提升，这种电子-空穴混合在高迁移率氮化硼/石墨烯/氮化硼范德华异质结构中急剧减少，从而实现具有全沟道夹断的QPC操作。我们证明了门可调的选择性传输的量子霍尔边缘通道通过QPC，无论是在整数和分数量子霍尔制度。石墨烯范德瓦尔斯异质结构中边缘通道传播的这种门控打开了石墨烯的整数和分数量子霍尔制度中的量子霍尔干涉和电子量子光学实验的大门。
2017-03-05 cond-mat.mes-hall
Gate-Tunable Quantum Anomalous Hall Effects in MnBi$_2$Te$_4$ Thin Films
量子反常霍尔（QAH）效应最近在MnBi $_4$ $_2$ Te等本征磁性拓扑绝缘体（IMTI）的薄膜中实现。在这里，我们指出，这些IMTI的QAH间隙可以被优化，并且轴子绝缘体/半金属和陈绝缘体/半金属跃迁可以由$\sim 10$ meV/nm尺度上的电栅极场驱动。这种效应可以用简化的多层薄膜耦合狄拉克锥模型和薛定谔-泊松自洽场方程来描述。
2021-01-18 cond-mat.mes-hall
Continuously tunable anomalous Hall crystals in rhombohedral heptalayer graphene
本研究在菱面体七层石墨烯莫尔超晶格中实验观测到可调异常霍尔晶体，发现多种陈数及连续可调性，揭示了强关联拓扑电子晶体态的多样性。
2025-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Tunable symmetries of integer and fractional quantum Hall phases in heterostructures with multiple Dirac bands
多层石墨烯中多个狄拉克带的共存导致了量子霍尔体系中丰富的相图。利用输运测量，我们绘制了BN封装的ABA堆叠的三层石墨烯的相图作为电荷密度n、磁场B和层间位移场D的函数，并观察了具有不同自旋、谷、轨道和宇称极化的状态之间的跃迁。这种丰富的图案来自不同子带的朗道能级之间的交叉，这反映了原位可调的不断发展的对称性。在D=0时，我们观察到填充因子为2/3和-11/3的分数量子霍尔（HHH）态。与双层石墨烯中的那些不同的是，这些C2 H4态被一个小的层间势所破坏，该层间势使不同的狄拉克带杂交。
2016-07-19 cond-mat.mes-hall
Possible way to achieve anomalous valley Hall effect by tunable intrinsic piezoelectric polarization in FeO$_2$SiGeN$_2$ monolayer
本文通过第一性原理研究FeO$_2$SiGeN$_2$单层，发现其兼具约120 meV谷极化与面内压电极化，并揭示电子关联和应变可调控铁谷到量子反常霍尔相的相变，为压电反常谷霍尔效应提供新途径。
2024-10-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Field-Tunable Topological Phase Transitions and Spin-Hall Effects in 2D Crystals
作为2D晶体目录的最新补充，硅烯和其他硅烯类晶体具有许多独特的性质，目前正在研究和考虑用于新型器件应用。在本文中，我们研究了场效应晶体管几何结构中硅烯的电子和输运性质。我们发现硅类晶体的Berry曲率可以通过垂直的电场进行连续调谐。通过对$Z_2$不变量的直接计算，我们证实了当电场超过一个临界值时，发生了从拓扑绝缘体到能带绝缘体的电子相变。在具有不对称栅极电压的装置设置中，此场可调谐Berry曲率产生横向于充电电流的大自旋电流。当电场强度超过临界值时，体自旋电流发生方向改变，幅度大大减小。这一发现的一个大的幅度，可切换的自旋电流表明，硅烯家族的二维晶体可能是一个有吸引力的候选人场可调的电荷-自旋转换。这种在拓扑上不同的相位之间的场可调谐相变也可以用于鲁棒量子比特。
2020-12-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tunable Giant Spin Hall Conductivities in a Strong Spin-Orbit Semimetal: Bi$_{1-x}$Sb$_x$
本征自旋霍尔电导率计算强自旋轨道Bi $_{1-x}$ Sb $_x$半金属，从久保公式和使用Berry曲率评估整个布里渊区从紧束缚哈密顿量。在这些材料中，具有强自旋-轨道相互作用的近交叉带产生巨大的自旋霍尔电导率，范围从铋的474（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$到锑的96（$\hbar$ /e）（$Ω$ cm）$^{-1}$;铋的值是铂的两倍多。对于对应于三维拓扑绝缘体状态的合金组合物，例如Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，大的自旋霍尔电导率持续存在。通过将化学势改变0.5 eV，对于掺杂的Bi或对于Bi $_{0.83}$ Sb $_{0.17}$，自旋霍尔电导率可以改变五倍，这表明掺杂或电压调谐自旋霍尔电流的可能性。
2014-10-27 cond-mat.mes-hall
The Map between Symmetries and Orbital Rules to Realize Tunable Band Gap in Quantum Anomalous Hall Effect Material
本文建立了对称性与轨道规则的映射，通过旋转磁化方向控制晶格对称性以开关带隙，并预测TiSb单层为带隙可调的量子反常霍尔效应材料。
2024-04-24 cond-mat.mes-hall
Tunable Berry curvature, valley and spin Hall effect in Bilayer MoS$_2$
电子布洛赫带的手征性是层状二维材料许多有趣性质的原因。我们发现，在过渡金属二硫属化物（TMDC）的双层，不像在几层石墨烯和单层TMDC，层内和层间的耦合提供了重要的贡献的贝里曲率的$K$和$-K$谷的布里渊区。层间的贡献导致的Berry曲率的堆叠依赖性，我们指出常用的3R型和2H型双层膜之间的差异。由于层间的贡献，Berry曲率在双栅极器件中变得高度可调。我们研究了谷霍尔效应和自旋霍尔效应与堆叠类型和外电场的关系。虽然谷和自旋霍尔电导率没有量子化，在MoS $_2$ 2H双层，他们可能会改变符号作为外部电场的函数，这是让人想起的晶格陈氏绝缘体的行为。
2018-07-05 cond-mat.mes-hall
Tunable Fractional Quantum Hall Phases in Bilayer Graphene
量子系统中的对称性破缺往往会导致复杂的涌现行为。在双层石墨烯（BLG）中，垂直于基面施加的电场破坏了晶格的反转对称性，在电荷中性点处打开带隙。在量子化磁场中，电子相互作用可以在自旋自由度和谷自由度范围内引起自发对称性破缺，产生具有复杂有序度的量子霍尔态。在这里，我们报告的分数量子霍尔态（HHS）在双层石墨烯显示相变，可以通过横向电场调谐。这一结果为研究对称性破缺在具有不同拓扑序的涌现态中的作用提供了一个模型平台。
2014-03-09 cond-mat.mes-hall
Experimental Studies of Scaling Behavior of a Quantum Hall System with a Tunable Landau Level Mixing
研究了局域-离域过渡区纵向电阻和霍尔电阻的温度依赖性。我们进行测量的标度指数$κ$在朗道能级混合区在几个填充因子。利用变距离跳频理论提取定位指数$γ$。$γ$和$κ$的值被发现是通用的，独立于填充因子在我们的样品。我们可以得出结论，虽然朗道能级混合可以改变量子霍尔态的简并度，但对于包含固定无序分布的给定样品，标度指数的值保持不变。
2008-07-02 cond-mat.mes-hall
Tuning Chern Number in Quantum Anomalous Hall Insulators
量子反常霍尔（QAH）态是一种二维拓扑绝缘态，其量子化霍尔电阻为h/Ce 2，在零磁场下纵向电阻为零，其中C被称为陈数。QAH效应已经在磁性拓扑绝缘体和魔角扭曲双层石墨烯中实现。尽管进行了大量的实验研究，但零磁场QAH效应迄今为止仅在C = 1时实现。本文采用分子束外延技术制备了磁性TI多层膜，并实现了QAH效应，其Chern数C可达5。这些QAH绝缘体的陈数是通过改变磁性掺杂浓度或多层样品中的内部磁性TI层的厚度来调谐的。一个理论模型来理解我们的实验观察，并建立相图QAH绝缘体与可调陈数。实现具有高可调陈数的QAH绝缘体有利于无耗散手性边缘电流在节能电子器件中的潜在应用，并为开发多通道量子计算和更高容量的手性电路互连提供了机会。
2020-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tunable $φ$-Josephson junction with a quantum anomalous Hall insulator
本文用晶格格林函数方法研究了超导体/量子反常霍尔绝缘体/超导体结中的约瑟夫森电流。当向量子反常霍尔绝缘体施加面内外部塞曼场时，约瑟夫森电流$J$在没有相位差的情况下流过结$θ$。在电流-相位关系中吸引人的相移$φ$（$J\propto \sin(θ-φ$）与塞曼场的振幅成正比，并取决于塞曼场的方向。Andreev反射过程的现象学分析解释了$φ$的物理起源。量子反常霍尔绝缘体同时打破了时间反演对称性和镜面反射对称性。然而，它保持磁镜反射对称性。这种特征的对称性使我们能够得到一个带有量子霍尔绝缘体的可调谐$φ$结。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Quantum anomalous Hall effect with tunable Chern numbers induced by d-wave sublattice-staggered altermagnetism
Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）
研究通过构建含自旋紧束缚模型，利用d波亚晶格交错交变磁性驱动量子反常霍尔效应，实现可调陈数，确定相图，识别能带反转，展示手性边缘态和电导平台，为补偿磁体实现该效应提供简单途径。
2026-07-15 cond-mat.mes-hall
