二维X烯场效应器件结构中的动量弛豫效应

我们分析了电场驱动的二维X烯材料上的拓扑场效应转变，并加入了动量弛豫效应，以考虑退相干过程。我们使用Keldysh非平衡格林函数技术，在自洽玻恩近似下，详细分析了量子自旋霍尔相和量子谷霍尔相之间的拓扑场效应转变，并包含了动量和相位弛豫。我们阐明了施加电场时转变的细节，重点关注输运特性以及承载电流的边缘态的层析成像。我们注意到，对于适度的动量弛豫，承载电流的量子自旋霍尔边缘态仍然保持纯净，并显示出随传播的适度衰减。为了便于分析，我们在计算中引入了两个度量：相干传输和有效传输。为了清晰地阐明物理机制，我们表明，从量子力学电流算符严格推导出的有效传输确实是分析拓扑稳定性对抗退相干的正确量。进一步探索，我们发现，绝缘的量子谷霍尔相由于退相干而带有带尾，这可能会激活寄生的关态电流，从而降低开关比。我们的分析为各种应用的拓扑场效应器件的现实建模奠定了基础，包括散射效应并分析它们在优化器件性能中的作用。