台阶缺陷对拓扑绝缘体表面态的影响

精确求解了拓扑绝缘体表面沿$x$或$y$轴存在台阶缺陷时的本征态。研究表明，与传统金属中的电子态不同，跨越台阶缺陷的拓扑表面态可以产生自旋旋转。自旋旋转的幅度取决于台阶缺陷的高度和方向。局域态密度的振荡由一个连接高能六边形等能轮廓上两点的波矢表征。在较大的正（负）偏压下，沿$y$轴台阶缺陷引起的振荡周期是沿$x$轴台阶缺陷引起的振荡周期的$\sqrt 3$（$\frac{1}{\sqrt 3}$）倍。随着偏压增加，振荡周期变小，且对台阶缺陷强度不敏感。在费米面附近的低能区，两种波矢在局域态密度调制中共存。这些结果与最近的扫描隧道显微镜观测定性一致。