含磁性杂质的螺旋边缘态中的能隙形成

螺旋边缘态出现在二维拓扑绝缘体的表面，其特征是自旋向上沿一个方向运动，自旋向下沿相反方向运动。此类态受时间反演对称性保护，且不会发生由标量杂质引起的背散射。然而，磁性杂质破坏时间反演对称性并导致背散射。它们的存在通常是无意的，但在某些情况下会被引入样品中以在能谱中打开能隙。我们研究了随机杂质对螺旋边缘态的影响，具体而言，在杂质同时具有磁性和标量分量的现实情况下能隙如何表现。结果表明，对于固定的磁性贡献，当标量分量或费米速度增大时，能隙闭合。我们将自洽玻恩近似中的图技术数值计算进行比较，二者吻合良好。对于实验相关参数，我们发现即使是中等强度的标量分量也会对能隙形成相当不利。