量子点中拓扑与非拓扑现象边界的模糊化
介观与纳米尺度物理
2018-12-26 v1
摘要
我们研究了拓扑与平庸 InAs1-xBix 量子点(QDs)的电子与输运性质。考虑到 InAs1-xBix 价带反交叉理论中带隙的快速变化,我们预言对于阱宽 d>6.9 nm (x = 0.15) 的 Bi 合金化量子阱会成为约 30 meV 带隙的二维拓扑绝缘体,并获得了相应 Bernevig-Hughes-Zhang (BHZ) 模型的 k.p 参数。我们通过修正贝塞尔函数解析求解了圆柱受限下的该模型。对于非拓扑量子点,我们发现“几何保护”的离散螺旋边缘态,即具有自旋-角动量锁定的 Kramers 对,这与普通 InAs 量子点形成鲜明对比。对于具有四个边缘态的导通窗口,我们发现两终端电导 G 相对于量子点半径 R 和调控其能级的栅压 Vg 的关系在拓扑与平庸量子点均呈现 2e2/h 处的双峰。相反,当体态与边缘态 Kramers 对共存且简并时,会出现单峰共振。我们的结果模糊了小系统(如量子点)中输运测量的拓扑与非拓扑现象之间的边界。基于 Bi 的 BHZ 量子点还应作为边缘自旋量子比特的载体而显得重要。
引用
@article{arxiv.1803.02936,
title = {Blurring the boundaries between topological and non-topological phenomena in dots},
author = {Denis R. Candido and M. E. Flatté and J. Carlos Egues},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.02936},
year = {2018}
}
备注
Main text (4 pages + 3 figures) and Supplemental Material