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Half-integer anomalous currents in 2D materials from a QFT viewpoint

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Dudal, David ; Matusalem, Filipe ; Mizher, Ana Julia ; Rocha, Alexandre Reily ; Villavicencio, Cristian
Número total de Autores: 5
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: SCIENTIFIC REPORTS; v. 12, n. 1, p. 10-pg., 2022-03-31.

Charge carriers in Dirac/Weyl semi-metals exhibit a relativistic-like behavior. In this work we propose a novel type of intrinsic half-integer Quantum Hall effect in 2D materials, thereby also offering a topological protection mechanism for the current. Its existence is rooted in the 2D parity anomaly, without any need for a perpendicular magnetic field. We conjecture that it may occur in disturbed honeycomb lattices where both spin degeneracy and time reversal symmetry are broken. These configurations harbor two distinct gap-opening mechanisms that, when occurring simultaneously, drive slightly different gaps in each valley, causing a net anomalous conductivity when the chemical potential is tuned to be between the distinct gaps. Some examples of promising material setups that fulfill the prerequisites of our proposal are also listed to motivate looking for the effect at the numerical and experimental level. (AU)

Processo FAPESP: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte
Beneficiário:Adalberto Fazzio
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
Processo FAPESP: 20/06896-0 - Modelagem atomística das fases condensadas da água
Beneficiário:Filipe Matusalém de Souza
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 16/01343-7 - ICTP Instituto Sul-Americano para Física Fundamental: um centro regional para física teórica
Beneficiário:Nathan Jacob Berkovits
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projetos Especiais
Processo FAPESP: 16/12705-7 - Campos magnéticos em colisões de íons pesados: efeitos em observáveis
Beneficiário:Ana Júlia Silveira Mizher
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado