在磁性拓扑绝缘体多层异质结构中创建用于量子化输运的手性界面通道
介观与纳米尺度物理
2023-02-14 v1 材料科学
摘要
一维（1D）拓扑保护态通常形成于具有不同拓扑不变量的二维（2D）材料之间的界面处。因此，1D 手性界面通道（CICs）可在具有不同陈数的两个量子反常霍尔（QAH）绝缘体的边界处产生。这种 QAH 结在零磁场下可作为手性边缘电流分配器，但其实现仍具挑战性。在此，通过采用原位机械掩模，我们利用分子束外延（MBE）合成 QAH 绝缘体结，其中具有不同陈数的两个 QAH 绝缘体沿一维结相连。对于 C = 1 与 C = -1 的 QAH 绝缘体之间的结，我们观察到量子化输运，并证明在零磁场下沿磁畴壁出现了两条平行传播的手性界面通道。此外，由于磁性拓扑绝缘体（TI）/TI 多层中 QAH 绝缘体的陈数可通过改变磁性 TI/TI 双层周期来调控，因此通过在该样品两侧生长不同周期的磁性 TI/TI，可实现任意陈数的两个 QAH 绝缘体之间的结。对于 C = 1 与 C = 2 的 QAH 绝缘体之间的结，我们的量子化输运显示界面处出现单一手性界面通道。我们的工作为基于 QAH 绝缘体的电子与自旋电子器件、拓扑手性网络以及拓扑量子计算的发展奠定了基础。
引用
@article{arxiv.2210.04136,
title = {Creation of Chiral Interface Channels for Quantized Transport in Magnetic Topological Insulator Multilayer Heterostructures},
author = {Yi-Fan Zhao and Ruoxi Zhang and Jiaqi Cai and Deyi Zhuo and Ling-Jie Zhou and Zi-Jie Yan and Moses H. W. Chan and Xiaodong Xu and Cui-Zu Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.04136},
year = {2023}
}
备注
20 pages, 4 figures, comments are welcome