铁磁交换场中三维拓扑绝缘体表面平带的出现
介观与纳米尺度物理
2014-03-21 v1
摘要
我们研究了存在铁磁交换场时三维拓扑绝缘体表面态的性质。我们证明，对于像 BiSe 这样的层状材料，其顶表面的表面态与侧表面的表面态在定性上表现不同。我们表明，表面态的群速度可以通过交换场的方向和强度进行调控。如果交换场大于材料的体隙，则会发生向拓扑非平凡半金属态的相变。特别是，如果交换场具有垂直于层的非零分量，该材料将成为外尔半金属。与外尔半金属态相关，我们展示了表面会出现费米弧。在某些情况下，可能会出现一维甚至二维的表面平带。我们表明，这些平带的出现与系统的手征对称性有关，并可以用拓扑卷绕数来理解。与此前被提出具有表面平带的系统相比，本系统具有大得多的能标，使得在室温下观测表面平带成为可能。这些平带是可调控的，即可以通过旋转铁磁交换场来开启或关闭。我们的发现得到了有限系统数值结果以及近似解析结果的支持。
引用
@article{arxiv.1312.3863,
title = {Appearance of flat surface bands in three-dimensional topological insulators in a ferromagnetic exchange field},
author = {Tomi Paananen and Henning Gerber and Matthias Götte and Thomas Dahm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.3863},
year = {2014}
}
备注
45 pages, 17 figures