量子自旋霍尔绝缘体横向结中手性态与螺旋态的相互作用

我们研究了在施加和不施加磁场的情况下，跨越HgTe量子阱（一种典型的二维拓扑绝缘体）中静电门控横向结的电子输运。我们独立控制结区域内外的载流子密度，从而调节在每个区域中传播的一维边缘模的数量和性质。在二维能隙之外，磁场将系统驱动到量子霍尔区域，手性态在边缘传播。在此区域，我们观察到分数平台，这反映了跨越结的一维手性模式之间的平衡。当中心区域的载流子密度趋近于零且在中等磁场下，我们观察到电阻振荡，我们将其归因于时间反演对称性破缺所允许的螺旋态中的法布里-珀罗干涉。在更高磁场下，这些振荡消失，这与能带反转被解除时螺旋态预期消失的情况一致。