在环面上由塞曼效应诱导的二阶拓扑绝缘体中实现三维量子霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2023-03-08 v1
摘要
我们提出了一种在三维（3D）二阶拓扑绝缘体（SOTI）中实现量子霍尔效应（QHE）的方案，该效应由环面表面上的铰链态介导。它源于材料结构、塞曼效应和表面曲率之间非平凡的相互作用。与传统的2D-和3D-QHE相比，我们证明3D-SOTI QHE不受外加磁场轨道效应的影响，仅存在于由例如磁性掺杂诱导的塞曼项存在的情况下。为解释3D-SOTI QHE，我们分析了3D-SOTI的边界电荷，并建立了其对穿过环面孔径的阿哈罗诺夫-玻姆磁通的普适依赖关系。利用边界电荷与霍尔电导之间的基本关系，我们证明了后者的普适量子化，以及它对随机无序势和环面表面连续形变的稳定性。
引用
@article{arxiv.2212.09053,
title = {Realization of a three-dimensional quantum Hall effect in a Zeeman-induced second order topological insulator on a torus},
author = {Zhe Hou and Clara S. Weber and Dante M. Kennes and Daniel Loss and Herbert Schoeller and Jelena Klinovaja and Mikhail Pletyukhov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09053},
year = {2023}
}
备注
17 pages, 9 figures