磁场中拓扑绝缘体上相互作用的狄拉克费米子

我们研究了外磁场中拓扑绝缘体薄膜表面的分数量子霍尔态，该体系中载流子的狄拉克费米子特性直到最近才被实验证实。我们的研究表明，分数量子霍尔态确实应在拓扑绝缘体的表面朗道能级中可观测到。然而，由于拓扑绝缘体薄膜的有限厚度以及薄膜两个表面朗道能级的混合，其效应强度将与石墨烯中的情况有所不同。在薄膜厚度较小时，这种混合导致激发隙对薄膜厚度有强烈的非单调依赖关系。当薄膜厚度足够大时，最低两个朗道能级中的激发隙强度相当。