重拓扑绝缘体中的绝缘体-金属量子相变
强关联电子
2021-10-29 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
摘要
指数局域化的表面态是具有非平凡能带拓扑的晶体最显著的性质。此类表面态在表征拓扑绝缘体（TIs）中起着关键作用，无论理论还是实验皆然。由重（或近平）能带与轻（或色散）能带杂化产生的 TIs 自动被调谐至绝缘体-金属相变（IMT）附近，且该相变不伴随体态能带拓扑的改变。通过为此类“重” TIs 中的 IMT 建立标度理论，我们表明接近 IMT 最戏剧性地体现于表面态的行为中，即：（i）自旋-轨道锁定的强度被强烈抑制；（ii）表面导带与价带支持数目差异巨大的态；（iii）表面态深入渗透到体态，且穿透深度在 IMT 点发散。因此，重 TIs 中的表面态与体散射态共存，并可能不再作为其体态能带拓扑的有效判定依据。此处讨论的表面态退化机制是普适的，预期在重 TIs 与半金属中均成立。
引用
@article{arxiv.2110.15353,
title = {Insulator-metal quantum phase transition in heavy topological insulators},
author = {Shouvik Sur and Pallab Goswami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.15353},
year = {2021}
}
备注
6 pages; 4 figures