大Chern数量子反常霍尔效应中Berry曲率交换诱导的Anderson局域化
介观与纳米尺度物理
2020-04-24 v1
摘要
我们通过施加非磁性或自旋翻转（磁性）无序，从理论上研究了双层石墨烯和磁性拓扑绝缘体薄膜中大Chern数 量子反常霍尔效应(QAHE)的局域化机制。我们表明，在非磁性无序存在下，当无序强度足够大时，两个系统中的QAHE如预期般变为Anderson绝缘体。然而，在自旋翻转无序存在下，这两种宿主材料中的局域化机制完全不同。对于具有Rashba自旋轨道耦合的铁磁双层石墨烯， 的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相，然后随着无序强度增加而局域化成为Anderson绝缘体。而在磁性拓扑绝缘体薄膜中， 的QAHE首先进入Berry曲率介导的金属相，然后随着无序强度增加转变为 的另一个QAHE，并在QAHE与金属相之间经历 次循环后最终局域化为Anderson绝缘体。对于后一系统中的不寻常发现，通过分析Berry曲率的演化，可知这些相变源于导带（价带）携带的Berry曲率交换。最后，我们提供了一个与拓扑荷相关的唯象图像，以帮助理解两种不同相变机制的潜在物理起源。
引用
@article{arxiv.2004.10965,
title = {Berry-Curvature Exchange Induced Anderson Localization in Large-Chern-Number Quantum Anomalous Hall Effect},
author = {Hui Yang and Junjie Zeng and Yulei Han and Zhenhua Qiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.10965},
year = {2020}
}