具有单个狄拉克锥的 np 带状结构中带电准粒子的持续载流态

介观系统中持续电荷电流的形成仍是凝聚态研究中一个有趣且现实的课题。在此，我们分析三维拓扑绝缘体顶面和底面上的二维电子-空穴带状结构中带电费米子自发产生持续电流的形成。在此类器件中，具有相反手性的二维狄拉克费米子在空间上分离，使得这些电流能够沿相反方向流动而不相互抵消。该现象的实质基于准粒子量子波的干涉：这些波在侧向 n-p 手性结处以非对称散射相位散射，随后被带状结构的外边界反射回来。结果表明，带状结构中的准粒子处于统一的电子-空穴量子态，承载持续电流。