自旋与赝自旋的广义非平衡量子输运：纠缠与拓扑相
介观与纳米尺度物理
2019-03-13 v3 量子物理
摘要
我们推导了电荷载流子、Dirac 自旋、同位旋（或谷自旋）与赝自旋（如能带、层、杂质与边界赝自旋中的任意一种）耦合系统的广义非平衡量子输运方程。获得了系统中出现一种、两种或三种不同自旋时的极限情形。我们表明，一个特征整数 决定了自旋量子输运方程的形式，而与自旋或赝自旋的种类以及最大纠缠熵无关。该结果可为拓扑绝缘体、整数量子霍尔效应拓扑绝缘体（QHE-TI）、量子自旋霍尔效应拓扑绝缘体（QSHE-TI）与 Kondo 拓扑绝缘体（Kondo-TI）中导致零模与手性/螺旋边缘态的机制提供新视角。它也为自旋依赖量子输运测量中观测到的弱局域化与反局域化竞争现象带来新认识。特别地，局域化与退局域化的新机制，以及双层系统中超导起始的新机制，似乎自然地源于自旋与赝自旋非平衡量子输运方程中的转矩纠缠。此外，这些一般结果可作为基于石墨烯及其他二维材料（如过渡金属硫族化物（TMDs））以及展现量子自旋霍尔效应的拓扑材料的自旋电子器件量子输运模拟近似工程的基础。该形式体系向自旋热电子学与赝自旋热电子学的推广是直接的。
引用
@article{arxiv.1810.08121,
title = {Generalized Nonequilibrium Quantum Transport of Spin and Pseudospins: Entanglements and Topological Phases},
author = {Felix A. Buot and Karla B. Rivero and Roland E. S. Otadoy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.08121},
year = {2019}
}