二维拓扑绝缘体中的介观输运

物质的拓扑态因其许多引人入胜的输运性质而备受关注。特别地，二维拓扑绝缘体（2D TI）具有无带隙的反向传播导电边缘通道，其自旋相反，且在拓扑上受保护免于背散射。两个基本特征被认为可在亚微米极限下证实弹道边缘通道的存在：4 端电导预期量子化为普适值 $2e^{2}/h$，并且由于沿样品边缘由螺旋态携带的净电流，应出现非局域信号。另一方面，对于更长通道，电导已发现偏离量子化值。本文基于零磁场下 HgTe 量子阱，综述了与二维拓扑绝缘体（2D-TI）中输运相关的实验与理论工作。我们概述了预测因螺旋通道间背散射（伴随自旋翻转）而导致偏离量子化输运的基本机制。我们讨论了该模型的细节，其考虑了边缘与体对总电流的贡献，并复现了实验结果。