基于金红石氧化物多层膜的量子自旋霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2016-12-23 v2 材料科学
摘要
二维电子结构中的 Dirac 点由于维持着 的 Berry 相位，成为拓扑电子态的来源。在此我们展示，两种金红石多层膜（即 (WO)/(ZrO) 和 (PtO)/(ZrO)，其中活性双层膜被足够厚的能带绝缘衬底夹在中间，n=6 即足够）沿 方向展现出半金属 Dirac 色散，共包含四个 Dirac 锥。在引入自旋轨道耦合后，这些 Dirac 锥打开能隙，产生包含四个边缘态的绝缘基态。我们基于谷自旋陈数和 Dirac 点的多重性讨论了其缺乏拓扑保护的原因。我们通过一个模型哈密顿量证明，打破镜像对称性能够引发向强拓扑绝缘体的量子相变，且每条边缘具有单一 Kramers 对。
引用
@article{arxiv.1610.07425,
title = {Quantum spin Hall effect in rutile-based oxide multilayers},
author = {J. L. Lado and Daniel Guterding and Paolo Barone and Roser Valenti and V. Pardo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.07425},
year = {2016}
}
备注
7 pages, 4 figures