通过缺陷工程实现拓扑表面态从经典到量子区域的跨越
材料科学
2022-07-27 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
自2000年代末拓扑绝缘体（TI）概念被提出以来，拓扑已成为凝聚态物理中的新范式。将拓扑实现为材料的普适性质导致了大量拓扑效应的预言。尽管大多数直接源于自旋-动量锁定的拓扑表面态（TSS）存在的经典拓扑效应在TI理论预言后很快被实验证实，许多拓扑量子效应却在很长时间内难以捉摸。结果表明，本征缺陷，尤其是界面缺陷，是这一僵局的主要元凶。即便体态已实现量子区域，由于界面缺陷密度高，TSS仍倾向于停留在经典区域，而界面缺陷因其拓扑保护表面态的本质而频繁提供移动载流子。然而，借助若干抑制这些效应的缺陷工程方案，一系列拓扑量子效应已浮现，包括量子反常霍尔效应、量子霍尔效应、量子化法拉第/克尔旋转、拓扑量子相变、轴子绝缘态、第零朗道能级态等。在此，我们回顾了过去十年中这些缺陷工程方案如何使拓扑表面态摆脱混沌的经典区域并显现其难以捕捉的量子特征。
引用
@article{arxiv.2110.14071,
title = {From classical to quantum regime of topological surface states via defect engineering},
author = {Maryam Salehi and Xiong Yao and Seongshik Oh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.14071},
year = {2022}
}
备注
Submission to SciPost