拓扑多层结构中螺旋边缘态的电学调控
介观与纳米尺度物理
2019-09-11 v3
摘要
在拓扑绝缘体中，GaSb/InAs 量子阱因能带破缺交叠而支持量子自旋霍尔绝缘体相，并成为探寻奇异物质态的重要基石。此类结构可实现带隙反转，使电子与空穴限制于相邻层内，为调控相应拓扑性质提供了沃土。利用全三维 8 带 k·p 方法，我们研究了在沿生长方向施加电场影响下，GaSb/InAs/GaSb 与 InAs/GaSb/InAs 多层膜的翻转能带结构及螺旋边缘态行为。通过调节电场强度，我们诱导导带与价带能级变化，从而形成量子自旋霍尔绝缘体相，其中螺旋边缘态主要限制于 GaSb 层。特别地，我们发现 InAs/GaSb/InAs 具有约 12 meV 的大杂化能隙，因而有望观测到具有大费米速度的无质量狄拉克费米子。我们对 GaSb/InAs 多层膜的全面表征，为进一步对比优化 III-V 异质结构建立了基础平台。
引用
@article{arxiv.1903.02687,
title = {Electrical tuning of helical edge states in topological multilayers},
author = {T. Campos and M. A. T. Sandoval and L. Diago-Cisneros and G. M. Sipahi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.02687},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 10 figures