弱拓扑绝缘体表面的半量子自旋霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2012-05-15 v1
摘要
我们研究了三维弱拓扑绝缘体(TI)中表面具有偶数个 Dirac 锥时的相互作用效应。我们发现,表面态可以被表面电荷密度波(CDW)序所打开能隙,而不破坏时间反演对称性。在这个意义上,仅靠时间反演对称性并不能在存在相互作用时稳健地保护弱拓扑绝缘体态。如果在体中额外施加平移对称性,则可以获得拓扑非平凡的弱拓扑绝缘体态,其 CDW 畴壁上具有螺旋型边缘态。换言之,表面上的 CDW 畴壁在拓扑上等价于二维量子自旋霍尔绝缘体的边缘。因此,具有表面平移对称性破缺的弱拓扑绝缘体的表面态具有"半量子自旋霍尔效应",正如具有表面时间反演对称性破缺的强拓扑绝缘体的表面态具有"半量子霍尔效应"一样。我们在平均场层面研究了格点内与最近邻相互作用,并得到了弱拓扑绝缘体表面态的相图。
引用
@article{arxiv.1110.3420,
title = {Half quantum spin Hall effect on the surface of weak topological insulators},
author = {Chao-Xing Liu and Xiao-Liang Qi and Shou-Cheng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3420},
year = {2012}
}
备注
6 pages and 4 figures