无序磁性拓扑绝缘体中的半量化霍尔金属与边缘金属相
无序系统与神经网络
2025-10-30 v1
摘要
半磁性拓扑绝缘体——将拓扑绝缘体与铁磁体异构结构——表现出半量化霍尔效应,特征为(其中为基本电荷,为普朗克常数)的量化霍尔电导,强化了凝聚态物理学中拓扑现象的既有理解。然而,其在现实无序系统中的稳定性仍不清楚。本文展示了在弱无序系统中半量化霍尔效应的鲁棒性,源于费迪南斯费米子的单个无带 Dirac锥,同时与由于Berry相抑制背散射的弱背位化相共存。此外,我们发现一种边缘金属相在弱背位化与安德森绝缘之间出现——这种转变违反了常规金属-绝缘体转变,因缺乏孤立的临界点——其中电导和归一化局域长度均表现出尺度不变性,独立于系统大小。半量化霍尔金属和边缘金属相挑战了现有的局域化理论,为磁性拓扑绝缘体的无序驱动的拓扑相变提供了洞见,为探索量子材料和下一代电子器件开辟了道路。
引用
@article{arxiv.2508.19534,
title = {Half-Quantized Hall Metal and Marginal Metal in Disordered Magnetic Topological Insulators},
author = {Shi-Hao Bi and Bo Fu and Shun-Qing Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.19534},
year = {2025}
}
备注
29 pages, 6 figures