Probing Pauli Blocking Factors in Quantum Pumps with Broken Time-Reversal Symmetry
在光子辅助隧穿的框架内讨论了最近证明的量子电子泵。由于缺乏时间反演对称性,不同的结果得到的泵电流取决于是否使用末态泡利阻塞因子时,描述的隧穿过程。虽然在这两种情况下的电流依赖于二次驱动幅度为中度泵浦,预测的温度依赖性的显着差异。在有阻塞因子的情况下,泵浦电流随温度近似线性下降,直到达到k_BT ~ \hbar ω,而没有阻塞因子时,泵浦电流不受温度的影响,表明整个费米海都参与了电子输运。
2000-06-21 cond-mat.mes-hall
Interplay of quantum spin Hall effect and spontaneous time-reversal symmetry breaking in electron-hole bilayers II: Zero-field topological superconductivity
已经提出,带反转的电子-空穴双层支持从具有自发破缺的时间反转对称性的绝缘相到量子自旋霍尔绝缘体相的相变,作为增加的电子和空穴密度的函数。在这里,我们表明,在邻近感生超导的存在下,它是可能的实现马约拉纳零模式的时间反演对称性破缺相在没有磁场。我们发展了一个有效的低能理论的存在下的时间反演对称性破缺序参量的系统,以获得解析的Majorana零模,我们发现一个很好的协议之间的数值和解析结果的限制弱破缺的时间反演对称性。通过测量$4π$约瑟夫森电流,我们证明了在超导体/时间反演对称破缺绝缘体/超导体约瑟夫森结中可以检测到Majorana零模.最后,我们证明了马约拉纳融合规则检测是可行的,利用自发时间反演对称破缺序参量的门电压依赖性。
2022-05-26 cond-mat.mes-hall
Interactions and Broken Time-Reversal Symmetry in Chaotic Quantum Dots
当在类似RPA的方法中处理量子点中的相互作用时,时间反演对称性起着重要的作用,因为当存在这种对称性时,需要包括高阶项-库珀系列。在这里,我们考虑模型量子点在磁场弱到足以离开点的动力学混乱,但足够强,打破时间反演对称性。基态自旋和添加能量为120至200个电子的点被发现使用本地自旋密度泛函理论,我们比较相应的分布与来自RPA的处理的相互作用。这两种方法之间的协议是非常好的,显着优于类似的计算中存在的时间反演对称性。这表明,在时间反演对称的情况下,两种方法之间的差异确实源于库珀通道,表明这些高阶项可能没有适当地考虑在自旋密度泛函计算。
2005-05-24 cond-mat.mes-hall
Onsager symmetry for systems with broken time-reversal symmetry
我们提供的数值证据表明,Onsager对称性仍然有效的系统受到空间依赖的磁场,尽管打破了时间反演对称性。此外,对于最简单的情况下,其中的磁场强度只在一个方向上变化,我们解析推导的结果。对于一般情况,提供了定性的解释。
2019-02-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonlinear anomalous transverse responses induced by Berry curvature quadrupole in systems with broken time-reversal symmetry
本文基于半经典玻尔兹曼形式,计算了破坏时间反演对称性系统中Berry曲率四极矩诱导的非线性反常热霍尔与能斯特系数,预测了与温度梯度三次方成正比的响应,并指出该效应在已有实验系统中必然存在。
2024-11-12 cond-mat.mes-hall
Thermodynamic uncertainty relations for systems with broken time reversal symmetry: the case of superconducting hybrid systems
本文在线性响应区间推导了时间反演对称性破缺双端系统中电荷流与热流的热力学不确定性关系边界,并通过Andreev干涉仪案例揭示了热机与制冷机运行模式下边界分别小于和大于2的特性。
2023-09-25 cond-mat.mes-hall
Efficiency Statistics and Bounds for Systems with Broken Time-Reversal Symmetry
在高斯近似下,揭示了介观时间反演对称性破缺换能器随机效率统计的普适性质。我们还讨论了热力学第二定律如何限制随机效率的统计。紧耦合(可逆)限制变得不利,其特征在于在{ \em所有时间}的效率的无限宽分布,当时间反演对称性破缺导致不对称的Onsager响应矩阵。通过整数量子霍尔效应证明了底层物理,并在三量子点三端热电发动机中进一步阐述。
2015-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Time-reversal-broken Weyl semimetal in the Hofstadter regime
我们研究了在轨道磁场$B$中的时间反演破缺三维Weyl半金属(WSM)的晶格模型的相图,其中每个单胞的磁通量为$p/q$($0\le p \le q-1$),具有最小的晶体对称性。我们发现几个有趣的阶段:(i)具有$2q$、$4q$、$6q$和$8q$ Weyl节点和相应的表面费米弧的WSM相,(ii)层状陈氏绝缘(LCI)相,在体中有间隙,但具有无间隙表面态,(iii)其中一些体带与Weyl节点无间隙,与有间隙但拓扑非平凡的其它体带共存的相,与一个LCI相,(iv)一个新的间隙平凡绝缘相(I PDMATHAMT)与(非拓扑)反传播的表面状态,这可能是缺口的晶体对称性的情况下。重要的是,我们能够获得的相位边界解析所有$p,q$。分析$p=1$和非常大的$q$的间隙使我们能够顺利地获得零场极限,即使$q=1, B=0$和$q\to\infty, B\to 0$的相图看起来非常不同。
2022-01-11 cond-mat.mes-hall
Effects of broken time-reversal symmetry on transmission zeros in the Aharonov-Bohm interferometer
本文研究了封闭的单臂嵌入散射中心的Aharonov-Bohm(AB)干涉仪中传输零点的行为以及磁场破坏时间反演对称性时传输相位的相应变化。具体来说,我们考虑三个嵌入的散射中心:一个离散的能级,一个双势垒阱,和一个$t$ -存根。通过模型研究发现:(1)当AB通量为通量量子的整数倍或半整数倍时,传输零点为实数,传输相位在零点处跳变$π$。(ii)当AB磁通量不是磁通量量子的整数倍或半整数倍时,传输零点变得复杂或偏离实能轴,传输相位连续演化。(iii)零点到实能量轴或传输零点的虚部的距离是作为磁AB相位的函数的正弦曲线。我们提出了一个实验装置来检验我们的结果。
2002-06-12 cond-mat.mes-hall
Enhanced and stable spin Hall conductivity in a disordered time-reversal and inversion symmetry broken topological insulator thin film
我们考虑一个无序的拓扑绝缘体薄膜放置在一个铁磁绝缘体的顶部与一个垂直的交换场$M$和受到一个垂直的电场。铁磁绝缘体的存在导致拓扑绝缘体薄膜的底表面态变为自旋极化的,并且电场在两个表面态之间提供电势差$V$,导致系统中的时间反转和反转对称性的破坏。利用Kubo形式,采用第一玻恩近似和自洽玻恩近似,我们计算了自旋霍尔电导率。我们发现,对于小的$V$值,可以通过远离电荷中性点的大的$M$值产生大的自旋电导率。但是对于大的$V$值,即使在电荷中性点附近具有小的$M$值,也可以促进自旋电导率。顶点校正的效果和稳定性的大自旋电导率对障碍也检查。
2022-09-09 cond-mat.mes-hall
Noise-induced stabilization of dynamical states with broken time-reversal symmetry
本研究探究高频驱动下约瑟夫森结夏皮罗台阶间的随机切换,发现切换速率随温度呈非单调变化,打破传统认知,并用系统保留动力学态记忆的机制解释了该现象。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall
Andreev reflection in two-dimensional topological insulators with either conserved or broken time-reversal symmetry
本文研究了二维超导异质结中的Andreev反射,该异质结由超导体与具有或破坏时间反演对称性的拓扑绝缘体带接触而形成。这两类拓扑绝缘体都表现出完美的Andreev反射,这对无序是鲁棒的。这被分配给拓扑保护的边缘状态。在时间反演对称的情况下,我们表明,掺杂的磁性杂质抑制一个Andreev通道的带状边缘之一,而没有这样的抑制被认为是在对称性破缺的情况。基于这一观察,我们建议一个桌面传输实验能够区分这两种类型的拓扑绝缘体,它不涉及直接测量的材料能带结构。
2012-07-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Time-reversal-symmetry-broken quantum spin Hall effect
物质的量子自旋霍尔(QSH)态通常被认为受到时间反演(TR)对称性的保护。我们调查的命运的QSH效应存在的Rashba自旋轨道耦合和交换场,打破反转和TR对称性。研究发现,当TR对称性破缺时,以非零自旋陈数$C_{\pm}=\pm 1$为特征的QSH态仍然存在.在临界交换场中,体带隙刚好闭合,发生从TR破缺QSH相到量子反常Hall相的拓扑相变。研究还表明,如果不关闭带隙,从TR破缺的QSH相到普通绝缘体态的跃迁是不可能发生的。
2011-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Possible Broken Inversion and Time-Reversal Symmetry State of Electrons in Bilayer Graphene
利用双带连续介质模型,研究了双层石墨烯中具有有限程排斥作用的电子的破缺反转和时间反转对称态。利用平均场哈密顿量的解析解,我们得到了电子能谱。基态是带隙的。在磁场$B$的存在下,能隙随着$B$的增加而增加,与实验观察非常一致。这种能隙行为源于$n$ = 0和1态的朗道能级的消失。本结果明确地解决了$B$的间隙依赖性的难题。
2012-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interplay of quantum spin Hall effect and spontaneous time-reversal symmetry breaking in electron-hole bilayers I: Transport properties
带反转的电子空穴双层膜,如InAs/GaSb,由于电子和空穴的密度小,电子和空穴带之间的杂化相对较小,是量子自旋霍尔效应和相关效应相互作用的有趣场所。有人提出,当电子和空穴密度从平凡的量子自旋霍尔绝缘体制度调谐时,库仑相互作用导致时间反演对称性破缺相。我们表明,在时间反演对称性破缺相的系统的输运性质是一致的,最近的实验观察InAs/GaSb。此外,我们进行了量子输运研究的Corbino盘的体积和边缘贡献的电导可以分离。我们表明,边缘变得顺利进行和大部分总是绝缘的,当一个调谐系统从平凡的量子自旋霍尔绝缘体相,提供明确的时间反演对称性破缺相的运输签名。
2022-05-25 cond-mat.mes-hall
Unexpected edge conduction in HgTe quantum wells under broken time reversal symmetry
碲化汞量子阱中量子自旋霍尔效应的实现被认为是拓扑绝缘体发现的一个里程碑。的QSH边缘状态的预测,以允许电流在绝缘体的边缘流动,在各种实验中证明。QSH理论的一个关键预测仍然有待实验验证的是在破缺的时间反演对称性(TRS)下边缘传导的击穿。在这里,我们首先建立了一个严格的框架,了解磁场依赖的静电门控QSH设备。然后,我们报告了意想不到的边缘导电下打破TRS,使用一个独特的低温微波阻抗显微镜(MIM),在7.5 nm碲汞量子阱器件与倒置能带结构。在零磁场和低载流子密度下,在该器件的局部电导率分布中观察到清晰的边缘传导,但在能带结构微不足道的5.5 nm控制器件中没有观察到。令人惊讶的是,在7.5纳米器件的边缘传导持续高达9 T的磁场的影响很小。这表明物理学超越了简单的QSH模型,可能与材料特定的性质,其他对称性保护和/或电子-电子相互作用有关。
2015-06-02 cond-mat.mes-hall
Anomalous diamagnetic response in multi-band superconductors with time-reversal broken symmetry
在Ginzburg-Landau形式下,我们解析地建立了在多带超导体中实现时间反演对称性破缺的双简并超导基态的充分必要条件.利用这些结果,我们分析了在外部磁场中圆柱形三带超导体的基态。我们表明,根据带间耦合常数,一个磁通量可以诱导电流密度跳跃在这样的超导几何形状,从BTRS到时间反演对称状态,反之亦然的绝热或非绝热过渡。这种不寻常的电流感应磁通量响应原则上可以在实验上用于检测超导BTRS基态以及相应的亚稳态激发态。
2017-07-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Functional superconductor interfaces from broken time-reversal symmetry
三重态超导体约瑟夫森结中时间反演对称性的破缺导致了隧穿势垒的磁不稳定性。使用金-朗道分析的自由能,我们预测,这种新的功能行为反映了形成一个异国情调的约瑟夫森状态,区分的存在分数通量量子在障碍。轨道配对状态的关键作用是通过研究互补的微观模型的交界处。在结的临界电流中发现了磁不稳定性的特征。
2009-08-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Statistics of quantum transport in chaotic cavities with broken time-reversal symmetry
通过混沌腔的量子输运的统计特性被编码在迹线$\T={\rm Tr}(tt^†)^n$中,其中$t$是传输矩阵。在随机矩阵理论方法中,这些迹是随机变量,其概率分布取决于系统的对称性。对于时间反演对称性破缺的情况,我们给出了所有$n$的$\T$平均值和方差的显式封闭表达式。特别地,这提供了所有阶的电荷累积量$\Q$。我们还计算了电导$g=\mathcal{T}_1$的矩$<g^n>$。所得所有结果均准确,{ \it即}它们对于任意数量的开放信道都是有效的。
2008-08-04 cond-mat.mes-hall nlin.CD
Spin-valley physics in anomalous thermoelectric responses of the spin-orbit coupled $α$-$T_3$ system with broken time-reversal symmetry
University of North Bengal(北孟加拉大学)
研究自旋轨道耦合$\alpha$-$T_3$系统中,时间反演对称性破缺的磁化如何调控自旋和谷依赖的反常霍尔和能斯特信号,实现近完全极化。
2026-06-23 cond-mat.mes-hall
Disorder-induced topological phase transitions on Lieb lattices
基于电子Lieb晶格的最新实验实现和对物质拓扑态的研究兴趣,我们研究了自旋-轨道耦合Lieb晶格中Anderson无序驱动的拓扑相变.通过结合数值输运和自洽玻恩近似方法,我们发现时间反演不变和破缺Lieb晶格都可以存在无序诱导的带隙拓扑相,包括量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)和量子反常霍尔绝缘体(QAHI)相.对于时间反演不变的情况,这种无序可以诱导拓扑相变直接从正常绝缘体(NI)的QSHI。而对于时间反演破缺情形,无序既可以诱导QAHI-QSHI相变,也可以诱导NI-QAHI-QSHI相变。值得注意的是,时间反转破缺的QSHI相可以由Anderson无序在没有时间反转对称性的自旋轨道耦合Lieb晶格上诱导。
2017-11-08 cond-mat.mes-hall
Current correlations and quantum localization in 2D disordered systems with broken time-reversal invariance
研究了二维介观系统中平衡电流密度的长程关联,系统的时间反演不变性被随机或均匀磁场破坏。我们的结果是普适的,即它不依赖于无序的类型(随机势或随机磁场)或关联长度。这与Taras-Semchuk和Efetov(TS&E)最近对电流关联函数以及电导率重正化的σ模型计算相矛盾。我们明确地表明,新的长期在西格玛模型中得出TS&E,并声称导致离域不存在。TS&E推导中的错误被追溯到一个不正确的紫外正则化程序违反电流守恒和规范不变性。
2000-11-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Excitons in Carbon Nanotubes with Broken Time-Reversal Symmetry
单壁碳纳米管的近红外磁光光谱揭示了在高磁场($>$ 55 T)下具有相等强度的两个吸收峰。我们发现,峰分离是由Aharonov-Bohm相位由于穿管磁通量,打破了时间反演对称性,并解除了谷简并。因此,这种场诱导的对称性破缺克服了库仑诱导的谷间混合,这被预测为使最低的激子态光学不活跃(或“暗”)。
2005-09-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermoelectric performance of a minimally nonlinear voltage probe and voltage-temperature probe heat engine with broken time-reversal symmetry
本文研究了破缺时间反演对称性下含非线性耗散的最小不可逆热机,推导出可超越Curzon-Ahlborn极限的最大功率效率界限,并比较了电压探针与电压-温度探针构型在功率和效率上的不同表现。
2025-07-03 cond-mat.mes-hall
Photonic spin-Hall effect as a probe for time-reversal-symmetry broken band topological phases
Tata Institute of Fundamental Research(塔塔基础研究所)
本研究提出光子自旋霍尔效应(PSHE)可作为非侵入式探针,通过质心位移的频率相关符号结构,明确检测时间反演对称性破缺的能带拓扑相。
2026-08-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Dc SQUID based on a three-band superconductor with broken time-reversal symmetry
本文研究了基于单带和三带超导体之间时间反转对称性破缺的脏点接触的直流SQUID的行为。使用较早获得的结果约瑟夫森效应在这样的系统中的新功能的直流SQUID的特性。结果表明,在BTRS(破缺时间反转对称性)三带超导体中,当外加磁通量可被半整数磁通量整除时,dc SQUID的基态发生强简并.这可能导致可能的多磁滞回线的外观上的依赖性的总通量在直流SQUID从外部施加的通量。这些环的数目取决于三带超导体的基态的位置。此外,它被发现的临界电流上施加的磁通量的依赖关系可以有复杂的多周期的形式,这是不同于严格的周期性特征,为传统的直流SQUID和夫琅和费模式约瑟夫森接触在外部磁场。
2015-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
High-harmonic generation in semi-Dirac and Weyl semimetals with broken time-reversal symmetry: Exploring merging of Weyl nodes
本研究通过可实现外尔半金属到半狄拉克半金属转变的模型,探究反常高次谐波产生机制,发现半狄拉克区谐波强度更高,明确外尔半金属反常谐波的起源,为三类半金属的实验表征提供支撑。
2024-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Localized Many-Particle Majorana Modes with Vanishing Time-Reversal Symmetry Breaking in Double Quantum Dots
我们引入了自旋多粒子马约拉纳模式的概念与本地奇算子产品,从而保持其本地统计。我们考虑一个超导体双量子点系统,当库仑相互作用存在时,这些模式可以产生可忽略的塞曼分裂。我们发现了一个反向莫特绝缘体过渡,在那里的偶数和奇数宇称带成为简并。在此过渡之上,马约拉纳算子使系统在与弹性共隧相关的奇宇称基态和与交叉Andreev反射相关的偶宇称基态之间移动。这些马约拉纳模式被描述为一个,三个和五个运营商的产品。由于宇称守恒,偶态产生4%的周期性超电流,奇态不产生超电流。
2013-09-26 cond-mat.mes-hall
Observation of Quantum Spin Hall States in InAs/GaSb Bilayers under Broken Time-Reversal Symmetry
拓扑绝缘体是一类具有非平凡表面或边缘态的新型材料。时间反演对称性(TRS)保护TI的特征在于Z2拓扑不变量,并且它们的螺旋性质在施加的磁场中变得丧失。目前,存在广泛的努力,寻找由对称性而不是TRS保护的TI。在这里,我们表明,一个拓扑相的特点是自旋陈拓扑不变的实现在一个倒置的电子空穴双层工程从砷化铟锑化镓(InAs/GaSb)半导体,保持强大的螺旋边缘下的强磁场。宽电导平台的2 e2/h的值进行观察,他们坚持到12 T的面内磁场没有证据过渡到一个平凡的绝缘体。在高达8 T的垂直磁场中,不存在体间隙闭合的特征。虽然费米能量保持在体隙内,但在强磁场中纵向电导从2 e2/h增加,表明手性边缘输运的趋势。我们的研究结果是第一个证据的量子自旋霍尔(QSH)绝缘体的自旋陈省身不变量的保护。这些结果表明,InAs/GaSb双层膜是一种新的系统,工程强大的螺旋边缘通道自旋电子学和创造和操纵马约拉纳粒子在固态所需的。
2013-06-08 cond-mat.mes-hall
Hidden excitonic quantum states with broken time-reversal symmetry
本文提出激子绝缘体可在几何约束诱导下转变为纯轨道时间反演对称性破缺的隐藏态,为实现奇异轨道磁序及区分激子与结构相变提供新思路。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Isotropic 3D topological phases with broken time reversal symmetry
Delft University of Technology(代尔夫特理工大学);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所);IFW Dresden and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ct.qmat(德累斯顿IFW与维尔茨堡-德累斯特卓越集群ct.qmat);Budapest University of Technology and Economics(布达佩斯技术与经济大学)
该研究通过构建具有平均各向同性和反演对称性的三维介质,实现时间反演对称性破缺,揭示了统计拓扑绝缘体的拓扑性质及其输运特性。
2026-02-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Broken Time Reversal of Light Interaction with Planar Chiral Nanostructures
我们报告明确的实验证据,打破时间反演对称性的相互作用的光与人工非磁性材料。平面手性金-硅纳米结构的彩色偏振图像显示出有趣的和不寻常的对称性,这些结构是几何镜像,在偏振光中失去了镜像对称性。图像的对称性只能用适合于时间奇过程的反对称性(黑白对称性)来描述。这种效应是由结构的横向手征非局域电磁响应引起的,与光散射在任意子物质上的预期特征有着惊人的相似之处。
2003-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Thermal Hall Effect in a Time-Reversal-Symmetry-Broken Topological Superconductor in Two Dimensions : Approach From Bulk Calculations
讨论了时间反演对称性破缺的二维拓扑超导体的热输运问题,这些超导体由Bogoliubov-de Gennes(BdG)哈密顿量描述。仅从体量的计算,不涉及马约拉纳边缘状态,我们表明,在低温极限下的二维TSC的热霍尔电导率是量化的$1/2\frac{πT}{6}$的倍数,这正好是在整数量子霍尔效应的情况下的量子化值的一半,而这种精确的半量子化是由Nambu旋量的结构和粒子-空穴对称性引起的,这是BdG哈密顿量通常具有的。在无自旋手征p波超导体的情况下,这一结果与基于中心荷$c=1/2$的伊辛共形场论的论点完全一致,这是马约拉纳边缘态的有效低能理论。
2013-01-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Multiple Andreev reflections in two-dimensional Josephson junctions with broken time-reversal symmetry
该研究针对含时间反演对称性破缺自旋活性层的二维约瑟夫森结建立通用模型,探究安德烈夫束缚态对电流-电压曲线的调控作用,证实角分辨电流-电压曲线可用于探测安德烈夫束缚态的手性与简并度。
2023-01-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Odd-parity longitudinal magnetoconductivity in time-reversal symmetry broken materials
Indian Institute of Technology Kanpur(坎普尔印度理工学院);Indian Institute of Science, Bangalore(班加罗尔印度科学研究所)
研究揭示了时间反演对称破缺材料中奇宇纵向磁电导的特性,通过理论分析和实验验证,阐明其与 Berry 曲率和轨道磁矩的关系,并展示了其作为 TRS 破缺的稳健输运标志。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall
Numerical study of spin quantum Hall transitions in superconductors with broken time-reversal symmetry
本文给出了无序超导体中自旋量子霍尔跃迁的数值研究结果,其中配对序参量破坏了时间反演对称性。我们主要集中在p波超导体中的自旋分量之一是保守的。通过数值对角化格点上的成对哈密顿量,并计算准粒子态的Chern数和Chronless数,研究了系统的输运性质。我们发现,在无序存在的情况下,自旋载流态只存在于热力学极限下的离散临界能量处,并且由外部塞曼场驱动的自旋量子霍尔跃迁具有与通常的非相互作用电子的整数量子霍尔跃迁相同的临界行为.这些临界能量合并和消失的无序强度的增加,以类似的方式在晶格模型的整数量子霍尔跃迁。
2004-10-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Weyl semimetal with broken time reversal and inversion symmetries
外尔半金属是一种新的拓扑物质态,其特征是在其能带结构中存在动量空间分离的非简并带接触节点。在这里,我们讨论一个特殊的实现外尔半金属:超晶格异质结构,由交替层的拓扑绝缘体(TI)和正常绝缘体(NI)材料,介绍了我们之前。在这个系统中,Weyl节点分裂最容易通过破坏时间反演(TR)对称性来实现,例如通过磁性掺杂。然而,如果空间反演(I)对称性保持不变,外尔节点将出现在相同的能量,使得费米能量同时与两个节点对齐成为可能。这项工作的目标是探索在这个系统中打破I对称性的后果。我们证明,虽然这通常移动的Weyl节点到不同的能量,从而消除节点半金属和产生一个状态与电子和空穴费米表面,拓扑性质的Weyl半金属状态,即手性边缘状态和相应的霍尔电导率,生存为中度I对称性破缺。此外,我们证明了一个新的拓扑现象出现在这种情况下,如果外部磁场沿异质结构的生长方向施加。也就是说,这导致了一个平衡的无耗散电流,沿着磁场的方向流动,其大小与外尔节点之间的能量差和磁场成比例,具有由基本常数的组合给出的通用系数。
2012-04-09 cond-mat.mes-hall
Eight fold quantum Hall phases in a time reversal symmetry broken tight binding model
考虑时间反演对称性破缺的Kane-Mele模型与Halfton模型叠加,用自旋陈数绘制相图,研究量子反常霍尔绝缘体(QAHI)和量子自旋霍尔绝缘体(QSHI)相的命运.有趣的是,除了QSHI和QAHI相,相图揭示了量子反常自旋霍尔绝缘体(QASHI)相,其中只有一个自旋扇区是拓扑的。我们还发现多临界点,三/四拓扑相边界合并。这些拓扑相位的保护有效的TRS和复合反酉粒子-空穴对称性导致显着的属性的边缘模式。在QASHI相、QSHI相和QAHI相中分别发现了自旋选择性、自旋极化和自旋中性的边缘输运。我们的研究表明,拓扑相位的鲁棒性主要取决于自旋能隙,而自旋能隙并不一定在拓扑相变的狄拉克点处消失。我们相信,我们的建议可以在不久的将来进行测试,使用最近的实验进展,在固态和冷原子系统。
2021-06-26 cond-mat.mes-hall quant-ph
Direct measurement of broken time-reversal symmetry in centrosymmetric and non-centrosymmetric atomically thin crystals with nonlinear Kerr rotation
Friedrich Schiller University Jena(耶拿弗里德里希·席勒大学);University of Regensburg(雷根斯堡大学)
本研究提出基于三次谐波克尔旋转的测量方法,通过椭圆偏振光实现自旋选择性带隙调制打破时间反演对称性,可探测中心对称与非中心对称原子级薄TMDs晶体的破缺时间反演对称性,揭示其自旋-谷/自旋-谷-层锁定关联。
2025-04-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Imaginary part of Hall conductivity in tilted doped Weyl semimetal with both broken time reversal and inversion symmetry
我们考虑一个Weyl半金属(WSM)有限的掺杂和倾斜内的连续模型的时间反演和反演对称性都破缺的哈密顿量。我们计算的吸收部分的异常交流霍尔电导率作为光子能量($Ω$)的函数的I型和II型外尔半金属。对于一个给定的外尔节点,改变其手征或倾斜的符号改变其对吸收霍尔电导率的贡献的符号,而幅度没有变化。对于一个非中心对称系统,我们发现,有范围的光子能量,只有积极的或只有消极的手征性节点有助于虚(吸收)霍尔电导率的一部分。还存在其他光子能量,其中两种手性都有贡献,并且可以存在其他$Ω$范围,其中在I型中没有与AC霍尔电导率相关联的吸收,并且在其他区域中,对于II型,它反而是恒定的。我们对圆偏振光吸收的影响进行了评论。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Conductance fluctuations in disordered superconductors with broken time-reversal symmetry near two dimensions
我们将Altshuler、Kravtsov和Lerner(AKL)对无序金属电导波动的分析扩展到$d=(2+ε)$维度(Altland和Zirnbauer的对称性类别C和D)中时间反转对称性破缺的无序超导体。利用相应的非线性西格玛模型($σ$ M)的微扰重整化群分析,我们计算了具有$2s$梯度到单圈阶的主导标量算子的反常标度维数.我们表明,在类比AKL的结果为普通的,金属系统(维格纳-戴森类),无限数量的高梯度运营商将成为相关的(在重整化群意义上)附近的两个维度,如果超过一个循环顺序的贡献被忽略。我们探讨的可能性进行比较,在对称类D,$ε=(2-d)$在$d<2$扩展与准确的结果在一维。我们所使用的方法进行单圈重整化分析是有效的一般对称空间的Kähler型,并建议这是一个一般性质的扰动处理NL $σ$ Ms定义在黎曼对称目标空间。
2006-12-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Time reversal symmetry broken quantum spin hall effect in pseudospin-1 Dirac-Rashba system
Indian Institute of Science Education and Research Kolkata(印度科学教育研究所加尔各答分校)
本文理论研究赝自旋-1 Dirac-Rashba系统中时间反演对称性破缺时的量子自旋霍尔相,发现其仍可存在,还揭示Rashba耦合诱导的量子反常霍尔相等多种拓扑相及相变,确立该系统的自旋分辨拓扑特性。
2026-08-04 cond-mat.mes-hall
Theoretical study of a localized quantum spin reversal by the sequential injection of spins in a spin quantum dot
本文从理论上研究了具有量子自旋的自旋量子点在连续注入自旋时局域量子自旋的反转。该系统由“电极/量子阱(QW)/点/QW/电极”结组成,其中左QW具有仅上自旋的传导电子的能级。我们考虑的情况下,上自旋电子顺序注入到点从左电极通过量子阱和交换相互作用的电子和本地化的自旋之间的行为。为了描述顺序注入的电子,我们提出了一个简单的方法的基础上近似解的含时薛$\ddot{\rm o}$丁格方程。利用这种方法,它表明,自旋反转发生时,右量子阱的能级的传导电子只有下自旋。特别地,导出了局域自旋反转时间的表达式,明确地给出了反转时间的上下限。这个表达式预计将是有用的局部自旋实现反转的最小弛豫时间的粗略估计。我们还得到了作为时间函数的局域自旋和电流的期望值的解析表达式。此外,我们发现,一个系统与非磁性的右量子阱表现出自旋反转或不反转取决于交换相互作用。
2007-08-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Anomalous criticality with bounded fluctuations and long-range frustration induced by broken time-reversal symmetry
本研究通过调节Dicke晶格中的合成磁场打破时间反演对称性,发现超辐射相变出现反常临界现象,包括非平均场临界指数、有界涨落及长程阻挫导致的多临界点,拓展了量子光学系统的临界行为研究。
2023-11-17 cond-mat.mes-hall quant-ph
Statistics of resonance poles, phase shifts and time delays in quantum chaotic scattering for systems with broken time reversal invariance
假设随机矩阵描述封闭混沌量子系统的统计特性是有效的,我们解析地研究了描述开放混沌系统散射特性的S-矩阵的统计特性。在本文的第一部分中,我们试图系统地揭示所谓的随机(海德堡)方法来混沌量子散射的基本思想。然后,我们专注于系统的破坏时间反演不变性耦合到连续通过M个开放通道。利用超对称方法,我们得到:(i)复能量平面上S矩阵极点(共振)密度的显式表达式;(ii)S矩阵本征相位密度的参数关联函数的显式表达式。我们用它来找到这些本征相位相对于能量(“部分延迟时间”)以及相对于任意外部参数的导数的分布。
1997-01-07 chao-dyn cond-mat.mes-hall nlin.CD
Marginally localized edges of time-reversal symmetric topological superconductors
我们证明了二维时间反演对称拓扑超导体(DIII类)的一维螺旋Majorana边缘可以成为无间隙和绝缘的随机边缘速度和相互作用的组合。这种无带隙的绝缘边缘非均匀地破坏了时间反演对称性,局部对称性破坏区域可以看作是静态质量势或动态伊辛自旋。在这两个限制,我们发现,这样的玻璃马约拉纳边缘一般指数本地化和陷阱马约拉纳零模式。有趣的是,对于统计上的时间反演对称边缘,低能理论可以映射到零能量的戴森模型,表现出发散的状态密度并表现出边缘局域化(即,发散定位长度)。虽然弹道边缘状态运输是不存在的,本地化的马约拉纳零模式反映了在散装的非平凡的拓扑结构。实验签名进行了讨论。
2021-02-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Supercurrent rectification with time-reversal symmetry broken multiband superconductors
本研究探讨了时间反演对称性破缺的多带超导体中约瑟夫森结的非互易超电流,通过带间相位失配、散射及相位阻挫实现整流,并揭示了三带系统中的六角形节点线及三重符号交替结构,为探测自旋单态多带超导提供了标志。
2024-04-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Spontaneous thermal Hall conductance in superconductors with broken time-reversal symmetry
在最近的凝聚态实验中,人们对热导张量的非对角分量--热霍尔电导率(THC)进行了广泛的研究,以研究分数量子自旋液体和量子霍尔系统。在零磁场下,时间反演对称性(TRS)破缺系统的THC自发地变为非零,并且可以有来自拓扑保护边缘态的贡献。在这里,我们专注于一个额外的体效应,在TRS破碎超导体的杂质机制。受$Sr_2 Ru O_4$的启发,计算了低温THC [Sup. Sci.和技术。29,085006(2016)]的点杂质诱导的手性p波超导体。与THC的拓扑部分相比,这种贡献可以大几个数量级,因为它与费米能级的态密度成比例。受TRS破缺超导体的启发,最近还提出了SrPtAs和$_2$ RuO $_4$可能是d波,我们计算了THC到$i.$有限温度$ii.$ d波配对态,$iii.$有限尺寸杂质。对于这项研究,非平衡准经典Keldysh格林函数形式主义。THC的计算通过系统的扩展的准经典输运方程在质心梯度,自洽。$κ_{ij}$在低温下($T \to 0$)通过解析获得,在有限温度下通过数值获得。我们发现,杂质机制是占主导地位的$κ_{yx}$在有限的温度下相比,除了在非常低的temperates.There有两个实验签名IM $κ_{yx}$上的拓扑部分:一个非单调的温度依赖性和作为温度的函数,取决于散射过程的符号变化。
2019-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Magnetic Field Response and Chiral Symmetry of Time Reversal Invariant Topological Superconductors
本文研究了具有或不具有共存手征对称性的一维时间反转不变量(TRI)超导体(DIII类)的Majorana Kramers对的磁场响应。对于连续TR和手征不变性,(Z_2)DIII不变量和(Z)手征不变量的非平凡值的参数区域一致。然而,断裂的TR可能会或可能不会伴随着断裂的手征性,如果手征对称性是未断裂的,在给定的一端的马约拉纳费米子(MF)对生存的TR对称性在垂直于自旋轨道耦合场的整个平面的损失。相反,我们表明,破碎的手征可能会或可能不会伴随着破碎的TR,如果TR是不间断的,对MF生存的损失破碎的手征。除了解释文献中提出的所有DIII类TS系统的异常磁场响应之外,我们还提供了一种现实的途径来设计“真正的”TR不变TS,其在每个端部的MF对被任意方向上的应用塞曼场分裂。我们还证明,相当普遍的,分裂的MF TR-破缺领域在TRI超导体是高度各向异性的自旋空间,即使在没有拓扑手征对称性。
2013-11-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Magneto-optical Kerr effect in Weyl semimetals with broken inversion and time-reversal symmetries
外尔半金属的能带结构的拓扑性质导致了许多独特的输运和光学性质。例如,描述电磁波在具有破缺的时间反演和反演对称性的外尔半金属中的传播,例如,需要通过轴子场$θ\left( \mathbf{r},t\right) =2\mathbf{b}\cdot \mathbf{r}-2b_{0}t,$修改麦克斯韦方程组,其中$θ\left( \mathbf{r},t\right) =2\mathbf{b}\cdot \mathbf{r}-2b_{0}t,$是两个手性相反的外尔节点之间的波矢量空间中的分离,而$2\hslash b_{0}$是它们的能量分离。本文从理论上研究了外尔半金属中轴子项$b_{0}$和$\bf{b}$如何改变克尔转动和椭圆角$θ_{K}\left( ω\right) $和$ψ_{K}\left( ω\right) $的频率行为。法拉第和Voigt配置被认为是因为它们提供不同的信息的电子跃迁和等离子体激元激发。我们推导出的克尔角首先没有外部磁场中的极化的旋转只是由于轴子项,其次在一个强磁场中,这些条款与磁场的回转效应竞争。在后一种情况下,我们集中在超量子极限的费米能级位于手征朗道水平和克尔和椭圆角有更复杂的频率和磁场行为。
2022-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Competing topological phases in a non-Hermitian time-reversal symmetry-broken Bernevig-Hughes-Zhang model
本研究在时间反演对称性破缺的非厄米BHZ模型中发现,自旋依赖的平衡增益/损耗势会引发一阶与二阶拓扑相竞争,非厄米效应增强可使被磁场抑制的螺旋边缘态复苏,且其拓扑本质由双正交自旋分辨Berry相位证实。
2024-09-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Topological Superconductivity Intertwined with Broken Symmetries
最近实验发现超导体和拓扑半金属PbTaSe $_2$在低于$T_c$时表现出仅表面晶格旋转对称破缺。我们利用Ginzburg-Landau自由能,提出了一个微观双通道模型来研究PbTaSe $_2$表面可能的超导态.我们确定了两种类型的拓扑超导状态。一个是时间反演不变的,并保持晶格的六角对称性,而其他打破这两个对称性。我们发现,在空间反演对称性破缺和存在强自旋轨道耦合的系统中,这种时间反演对称性破缺对于二维晶体点群不可约表示的超导态是不可避免的。我们的发现将指导拓扑手性超导体的研究。
2019-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Broken symmetry, hyper-fermions, and universal conductance in transport through a fractional quantum Hall edge
在强耦合极限下,我们求解了多通道费米液体库与主分数量子霍尔液体(FERMHL)边缘之间的隧穿模型。该解决方案解释了如何在高能量下由于手征边缘传播而缺乏时间反演对称性,使得通用的双端电导分数量子化,并且不同于1D Tomonaga-Luttinger液体线,其中类似的模型但保留时间反演对称性预测未抑制的自由电子电导。
2002-03-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetically-Sensitive Valley Polarization Reversal and Revival of Defect-Localized Excitons in WSe2-WS2
操纵和保留激子的谷赝自旋是二维过渡金属二硫属化物(TMD)的核心目标之一。然而,由于强的电子-空穴交换和自旋-轨道耦合作用,激子复合寿命本质上服从皮秒时间尺度,并且谷极化几乎不受中等磁场的调制.幸运的是,层间和缺陷局域激子有望通过抑制上述相互作用来克服这些困难。在这里,我们清楚地表明,谷极化可以逆转和复活的缺陷局域激子在AB堆叠的WSe 2-WS 2异质双层的微秒寿命。特别地,对于层间缺陷局域激子,谷极化被反转,并且可以通过弱的面外磁场(<0.4 T)有效地增强。与此形成鲜明对比的是,层内缺陷局域激子的谷极化可以在快速衰减过程后恢复,并且遵循适度的面外磁场(<3 T)的方向。我们用弱磁场下缺陷局域空穴的离域和中等磁场下谷塞曼效应引起的谷极化的恢复解释了具有高磁灵敏度的反向谷极化。我们的研究结果表明,谷赝自旋的缺陷局域激子可以有效地调制由外部磁场和丰富的理解和技术手段操纵谷动力学在TMD及其异质结。
2019-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci