基于 Landauer 方法的 Chern 绝缘体异质结输运研究

我们研究了通过由连续 Qi-Wu-Zhang 模型描述的平庸-拓扑-平庸结的电荷输运，该模型实现了二维 Chern 绝缘体相。中心区域被调节至拓扑区域，而相连的导线保持平庸，并且仅对拓扑板施加高度和宽度可调的静电势垒。通过在界面处匹配波函数，我们得到了角度与能量分辨的透射概率，并证明了尽管存在体能谱间隙，仍会发生 Klein 隧穿。在连续 Dirac 描述中，这种完美透射源于结处 Dirac 质量的反转，这反映了中心层相对于平庸导线的能带反转。在本文考虑的 Qi-Wu-Zhang 模型中，这种质量反转与平庸相和 Chern 绝缘相之间的转变相重合，并伴随着控制非线性输运响应的有限 Berry 曲率。然后将所得的透射函数纳入 Landauer-Büttiker 框架，以分析线性和非线性输运。在零温和有限温度下推导了线性和非线性电导的解析表达式。此外，我们研究了退相干的作用，展示了部分相干性损失如何抑制 Fabry-Pérot 振荡，同时保持整体输运趋势不变。最后，我们绘制了势垒高度、板厚度与拓扑质量参数之间的相互作用，确定了在非线性响应中产生增强整流的最佳区域。