Kane-Mele 模型边缘态的解析方法
介观与纳米尺度物理
2014-08-21 v1
摘要
我们基于 Kane-Mele 模型研究了二维拓扑绝缘体的边缘态。利用布洛赫波函数的复波数，我们推导出了半无限蜂窝晶格直边缘附近局域化边缘态的解析表达式。为了比较边缘类型效应，本计算考虑了两种类型的边缘：一种是锯齿形边缘（zigzag edge），另一种是扶手椅形边缘（armchair edge）。复波数和边界条件给出了边缘态能量和波函数的解析方程。方程的数值解揭示了边缘态引人入胜的空间行为。我们定义了边缘态宽度以分析边缘态波函数的空间变化。结果表明，边缘态宽度可以通过自旋轨道耦合和子晶格势等几个参数轻松控制。边缘态宽度的参数依赖性随边缘类型的不同而显示出显著差异。这些结果表明，即使边缘态受到体材料拓扑性质的保护，其详细特性仍由边缘区分。这种边缘依赖性在制造小型器件时至关重要，因为边缘态的长度尺度高度依赖于边缘类型。
引用
@article{arxiv.1408.4507,
title = {Analytic approach to the edge state of the Kane-Mele Model},
author = {Hyeonjin Doh and Gun Sang Jeon and Hyoung Joon Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1408.4507},
year = {2014}
}
备注
10 pages, 7 figures, submitted to PRB