多原子条带晶格中电子的补偿量子与拓扑霍尔效应
强关联电子
2020-03-26 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
量子霍尔效应通常在自由电子气中被理解，其中朗道能级（LLs）之间拓扑保护的边缘态在样品边缘形成导电通道。在周期晶体中，LLs 印有晶格性质；横向霍尔电导的平台在能量上不再等距。本文考虑具有多原子基的晶体。对于不同原子的条带排列，能带结构发生非平凡重整并表现出强振荡，形成具有极小带隙的显著图样。在这些能带内的能量处霍尔电导急剧下降，仅在能隙中的能量处保留尖锐峰值。这些效应可追溯到初始能带结构中的开放轨道；相应的 LLs 由具有正与负有效质量的状态形成。横向电荷电导的部分抵消也适用于不同的多原子条带晶格，甚至当磁场被拓扑非平凡的自旋纹理替代时亦然。在磁性 skyrmions 存在下拓扑霍尔效应被抑制。讨论由 Hofstadter 蝴蝶与轨道磁化的计算加以补充。
引用
@article{arxiv.2003.03408,
title = {Compensated Quantum and Topological Hall Effects of Electrons in Polyatomic Stripe Lattices},
author = {Börge Göbel and Alexander Mook and Jürgen Henk and Ingrid Mertig},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.03408},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 15 figures