线缺陷对拓扑保护螺旋边缘态的背散射
介观与纳米尺度物理
2023-07-25 v1 量子物理
摘要
在非磁性点缺陷存在下电导的量子化是二维拓扑绝缘体中螺旋边缘态的拓扑保护及自旋-动量锁定的结果。该保护确保了系统量子霍尔相中螺旋边缘模无背散射。然而，我们的研究聚焦于探索破坏此保护的新途径。我们提出，在位杂质（on-site impurities）的线性排列可有效解除 Kane-Mele 模型中边缘态的拓扑保护。为研究此现象，我们考虑一条包含横跨其宽度的线缺陷的扶手椅型 ribbon（带状结构）。利用紧束缚模型与非平衡格林函数方法，我们计算了系统的透射系数。结果显示，对于正在位势，在体隙下边缘附近能量处电导受到抑制。为深入理解此行为，我们进行解析计算并讨论杂质通道的形成。该通道源于带隙内束缚态的重叠，将 ribbon 的底边缘与其顶边缘相连，从而促进背散射。我们的解释得到对杂质位置附近位点局域态密度的分析支持。
引用
@article{arxiv.2307.12271,
title = {Backscattering of topologically protected helical edge states by line defects},
author = {Mohadese Karimi and Mohsen Amini and Morteza Soltani and Mozhgan Sadeghizadeh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.12271},
year = {2023}
}