探测拓扑绝缘体表面态：磁场下的近藤效应和弗里德尔振荡

我们探讨了关于磁性杂质在三维拓扑绝缘体表面态中作用的三个问题。首先，我们证明了拓扑表面的近藤效应本质上与石墨烯表面的相同，表明拓扑表面的有效杂质作用量与石墨烯表面的作用量一致。其次，我们研究了$z$方向磁场($h$)在近藤效应中的作用，并表明杂质局域态密度中的峰分裂并不遵循$h$线性行为，这是软隙近藤模型中的典型物理。我们讨论其起源是螺旋表面中的自旋锁定。第三，我们研究了磁性杂质周围的弗里德尔振荡。结果表明，螺旋表面中弗里德尔振荡的模式与石墨烯表面的相同，如果石墨烯情况下不引入谷间散射，则表现为平方反比行为$\sim r^{-2}$。然而，磁场的引入导致拓扑绝缘体表面的电子态密度从平方反比行为转变为反比行为$\sim r^{-1}$，而在石墨烯近藤效应中它仍然保持为$\sim r^{-2}$。我们讨论这源于磁场诱导的自旋翻转。