二维拓扑绝缘体螺旋边缘通道中非磁点缺陷引起的电导抑制

我们研究了在存在产生束缚态的非磁点缺陷、且轴向自旋对称性破缺的二维拓扑绝缘体螺旋边缘通道中的电子背散射与电导抑制。在该系统中，边缘态与束缚态的隧穿耦合导致形成复合螺旋边缘态，其中常规螺旋边缘态与束缚态的两个Kramers对的全部四个伙伴均被混合。背散射被视为处于这些复合态中的电子的非弹性两粒子散射的结果。在此方法下，我们发现即使缺陷仅产生一个能级，也会发生足够强的背散射。该效应由复合态间能量靠近束缚态能级的电子跃迁引起。我们研究了单个缺陷散射引起的相对于量子化电导的偏离随温度与费米能级的变化。结果被推广至由能级分布于带隙中的多个不同缺陷散射的情形。此时，即便在足够低的缺陷密度下，电导偏离也相当显著且与实验可比。有趣的是，在特定条件下，电导偏离的温度依赖性在宽温度范围内变得非常微弱。