拓扑绝缘体理论模型中平衡边缘电流的缺失
介观与纳米尺度物理
2020-05-14 v2
摘要
二维与三维拓扑绝缘体（TIs）的低能 sector 表现出传播型边缘态，这引发了平衡边缘电流或边缘自旋电流存在的推测。我们证明，若 TIs 的低能 sector 以直接方式正则化至方形或立方晶格上，则边缘态的电流事实上被价带的电流精确抵消，从而无边缘电流。该结果警示：对于拓扑绝缘体的任何平衡性质，不应忽视价带的贡献。在这些正则化晶格模型中，仅当边缘态的狄拉克点偏离化学势（例如通过掺杂、杂质、边缘限域势、表面能带弯曲或栅压）时，才存在有限边缘电流。小量子点中边缘电流作为栅压的函数是量子化的，且边缘电流可流出栅极区域直至边缘态的衰减长度。
引用
@article{arxiv.2003.05045,
title = {Absence of equilibrium edge currents in theoretical models of topological insulators},
author = {Wei Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.05045},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 5 figures