量子自旋霍尔样品中边缘输运的保护：基于自旋对称性的通用方法及实例
介观与纳米尺度物理
2022-03-09 v4 无序系统与神经网络
摘要
理解可能导致量子自旋霍尔（QSH）系统中螺旋边缘输运受抑制的可能机制，在首批揭示弹道电导脆性的实验之后便引起了极大关注。尽管研究非常深入且理论模型繁多，对实验结果的完全自洽解释仍然缺失。我们借助自旋守恒分析将各种螺旋输运理论系统化，从而能够挑选出无论电子背散射如何均得到稳健保护的弹道电导装置。首先，我们简要回顾 QSH 样品中有无电子自旋轴向对称性的不同边缘输运理论，包括那些与自旋守恒分析不一致因而需要更深入研究的理论预测。接着，我们通过代表性实例的详细研究来说明该通用方法。其中之一讨论与一组海森堡相互作用磁性杂质（MI）耦合的螺旋边缘，并证明即使边缘上的时间反演对称性（局域）破缺但总自旋守恒时，电导仍保持弹道性。另一实例聚焦于空间涨落自旋轨道相互作用对 QSH 边缘的影响，揭示了若干情形下保护的薄弱性，例如存在 U(1) 对称但不完全各向同性的 MI 或一般电子-电子相互作用。
引用
@article{arxiv.1909.08460,
title = {Protection of Edge transport in Quantum Spin Hall samples: Spin-Symmetry Based General Approach and Examples},
author = {Oleg M. Yevtushenko and Vladimir I. Yudson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.08460},
year = {2022}
}
备注
The final version, which includes a brief review and original part; 16 pages, 2 figures