拓扑绝缘体薄膜中的库仑拖拽

我们研究了拓扑绝缘体薄膜顶表面与底表面之间的库仑拖拽。我们推导了包含双层系统完整自旋结构的薄膜自旋密度矩阵的动力学方程，并详细分析了电子-电子相互作用以恢复所有负责库仑拖拽的项。聚焦于典型的拓扑绝缘体系统，膜厚d可达6 nm，我们得到了拖拽电阻率 $\rho_\text{D}$ 的数值和近似解析结果，并发现低温T和低电子密度 $n_{\text{a,p}}$ 下 $\rho_{\text{D}}$ 正比于 $T^2d^{-4}n^{-3/2}_{\text{a}}n^{-3/2}_{\text{p}}$，其中a表示主动层，p表示被动层。此外，我们将 $\rho_{\text{D}}$ 与石墨烯进行比较，确定了定性和定量差异，并讨论了多谷情况、超薄膜和电子-空穴层。