体带电杂质对三维拓扑绝缘子体输运和表面输运的影响

在三维拓扑绝缘子 (TI) 中，掺杂半导体的物理与超相对论性 Dirac 费米子的物理字面上并存。这种独特的配对为研究无序与电子输运之间的相互作用提供了一个新颖的平台。在这篇迷你综述中，我们聚焦于 TI 中普遍存在的三维分布带电杂质所引起的无序，并概述其对 TI 体输运和表面输运的影响。我们提出了体部和表面库仑屏蔽的自洽理论，讨论了每种情况下无序势的大小，并给出了电导率的结果。在体部，带隙导致热激活输运，我们展示了无序如何导致比预期更小的激活能，并在低温下转变为变程跃迁 (VRH)。我们通过数值模拟证实了这种增强的电导率，这些模拟还允许我们探索不同程度的杂质补偿。对于具有无隙 Dirac 模式的表面，我们提出了深能级杂质的无序和屏蔽理论，并计算了相应的零温电导率。我们还评论了当从 TI 表面移向体部时无序势的增长。最后，我们讨论了由某种时间反演对称性破缺源引入的 Dirac 点处的能隙如何影响表面的无序势和带隙态密度。