Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene
We numerically investigate the effects of disorder on the quantum Hall effect (QHE) and the quantum phase
 transitions in silicene based on a lattice model. It is shown that for a clean sample, silicene exhibits an unconventional QHE near the band center, with plateaus developing at ν = 0, ±...
Saved in:
| Published in: | Condensed Matter Physics |
|---|---|
| Date: | 2017 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Інститут фізики конденсованих систем НАН України
2017
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157026 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene / Y.L. Liu, G.X. Luo, N. Xu, H.Y. Tian, C.D. Ren // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 4. — С. 43701: 1–7. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862582308535533568 |
|---|---|
| author | Liu, Y.L. Luo, G.X. Xu, N. Tian, H.Y. Ren, C.D. |
| author_facet | Liu, Y.L. Luo, G.X. Xu, N. Tian, H.Y. Ren, C.D. |
| citation_txt | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene / Y.L. Liu, G.X. Luo, N. Xu, H.Y. Tian, C.D. Ren // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 4. — С. 43701: 1–7. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Condensed Matter Physics |
| description | We numerically investigate the effects of disorder on the quantum Hall effect (QHE) and the quantum phase
transitions in silicene based on a lattice model. It is shown that for a clean sample, silicene exhibits an unconventional QHE near the band center, with plateaus developing at ν = 0, ±2, ±6, . . ., and a conventional QHE
near the band edges. In the presence of disorder, the Hall plateaus can be destroyed through the float-up of
extended levels toward the band center, in which higher plateaus disappear first. However, the center ν = 0
Hall plateau is more sensitive to disorder and disappears at a relatively weak disorder strength. Moreover, the
combination of an electric field and the intrinsic spin-orbit interaction (SOI) can lead to quantum phase transitions from a topological insulator to a band insulator at the charge neutrality point (CNP), accompanied by
additional quantum Hall conductivity plateaus.
Проведено числове дослiдження впливу безладу на квантовий Голiв ефект (КГЕ) та квантовi фазовi переходи у сiлiценi на основi ґраткової моделi. Показано, що у випадку чистого зразка, сiлiцен проявляє
нетрадицiйний КГЕ поблизу центру зони, де утворюються плато при ν = 0, ±2, ±6, . . ., i традицiйний КГЕ
поблизу країв зони. При наявностi безладу, плато Гола можуть бути зруйнованi за рахунок спливання розтягнутих рiвнiв в напрямку до центру зони, де першими зникають вищi плато. Однак, центр ν = 0 плато
Гола є бiльш чутливим до безладу i зникає при вiдносно слабiй силi безладу. Крiм того, поєднання електричного поля та властивої спiн-орбiтальної взаємодiї може призвести до квантових фазових переходiв
вiд топологiчного дiелектрика до зонного дiелектрика у точцi нейтральностi заряду, що супроводжується
утворенням додаткових плато квантової провiдностi Гола.
|
| first_indexed | 2025-11-26T23:00:21Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-157026 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1607-324X |
| language | English |
| last_indexed | 2025-11-26T23:00:21Z |
| publishDate | 2017 |
| publisher | Інститут фізики конденсованих систем НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Liu, Y.L. Luo, G.X. Xu, N. Tian, H.Y. Ren, C.D. 2019-06-19T13:20:18Z 2019-06-19T13:20:18Z 2017 Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene / Y.L. Liu, G.X. Luo, N. Xu, H.Y. Tian, C.D. Ren // Condensed Matter Physics. — 2017. — Т. 20, № 4. — С. 43701: 1–7. — Бібліогр.: 22 назв. — англ. 1607-324X PACS: 73.43.-f, 73.43.Nq, 72.80.Ey DOI:10.5488/CMP.20.43701 arXiv:1712.05348 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157026 We numerically investigate the effects of disorder on the quantum Hall effect (QHE) and the quantum phase
 transitions in silicene based on a lattice model. It is shown that for a clean sample, silicene exhibits an unconventional QHE near the band center, with plateaus developing at ν = 0, ±2, ±6, . . ., and a conventional QHE
 near the band edges. In the presence of disorder, the Hall plateaus can be destroyed through the float-up of
 extended levels toward the band center, in which higher plateaus disappear first. However, the center ν = 0
 Hall plateau is more sensitive to disorder and disappears at a relatively weak disorder strength. Moreover, the
 combination of an electric field and the intrinsic spin-orbit interaction (SOI) can lead to quantum phase transitions from a topological insulator to a band insulator at the charge neutrality point (CNP), accompanied by
 additional quantum Hall conductivity plateaus. Проведено числове дослiдження впливу безладу на квантовий Голiв ефект (КГЕ) та квантовi фазовi переходи у сiлiценi на основi ґраткової моделi. Показано, що у випадку чистого зразка, сiлiцен проявляє
 нетрадицiйний КГЕ поблизу центру зони, де утворюються плато при ν = 0, ±2, ±6, . . ., i традицiйний КГЕ
 поблизу країв зони. При наявностi безладу, плато Гола можуть бути зруйнованi за рахунок спливання розтягнутих рiвнiв в напрямку до центру зони, де першими зникають вищi плато. Однак, центр ν = 0 плато
 Гола є бiльш чутливим до безладу i зникає при вiдносно слабiй силi безладу. Крiм того, поєднання електричного поля та властивої спiн-орбiтальної взаємодiї може призвести до квантових фазових переходiв
 вiд топологiчного дiелектрика до зонного дiелектрика у точцi нейтральностi заряду, що супроводжується
 утворенням додаткових плато квантової провiдностi Гола. This work was supported by the NNSF of China (Nos. 11404278 and 11547189), the Natural Science
 Foundation of Jiangsu Province (NSFJS, No. BK20150423), the Science Foundation of Guizhou Science
 and Technology Department (No. QKHJZ[2015]2150), and the Science Foundation of Guizhou Provincial
 Education Department (No. QJHKYZ[2016]092). en Інститут фізики конденсованих систем НАН України Condensed Matter Physics Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene Цiлочисловий квантовий Голiв ефект та топологiчнi фазовi переходи у сiлiценi Article published earlier |
| spellingShingle | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene Liu, Y.L. Luo, G.X. Xu, N. Tian, H.Y. Ren, C.D. |
| title | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene |
| title_alt | Цiлочисловий квантовий Голiв ефект та топологiчнi фазовi переходи у сiлiценi |
| title_full | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene |
| title_fullStr | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene |
| title_full_unstemmed | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene |
| title_short | Integer quantum Hall effect and topological phase transitions in silicene |
| title_sort | integer quantum hall effect and topological phase transitions in silicene |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157026 |
| work_keys_str_mv | AT liuyl integerquantumhalleffectandtopologicalphasetransitionsinsilicene AT luogx integerquantumhalleffectandtopologicalphasetransitionsinsilicene AT xun integerquantumhalleffectandtopologicalphasetransitionsinsilicene AT tianhy integerquantumhalleffectandtopologicalphasetransitionsinsilicene AT rencd integerquantumhalleffectandtopologicalphasetransitionsinsilicene AT liuyl ciločisloviikvantoviigolivefekttatopologičnifazoviperehodiusiliceni AT luogx ciločisloviikvantoviigolivefekttatopologičnifazoviperehodiusiliceni AT xun ciločisloviikvantoviigolivefekttatopologičnifazoviperehodiusiliceni AT tianhy ciločisloviikvantoviigolivefekttatopologičnifazoviperehodiusiliceni AT rencd ciločisloviikvantoviigolivefekttatopologičnifazoviperehodiusiliceni |