在拓扑近藤绝缘体表面实现拓扑二极管效应
强关联电子
2025-03-26 v1
摘要
将拓扑概念引入材料科学引发了从经典电子和光电子器件到拓扑量子器件的革命。后者在以空前效率传输能量和信息方面具有巨大潜力。本文我们在三维材料 SmB6(一种候选拓扑近藤绝缘体)的表面上演示了拓扑二极管效应。该二极管效应通过在射频下的电磁调制和辐射所产生的显著整流效应和光生伏打效应得到证实。我们的实验结果与建模表明,这些显著效应与中等温度下拓扑表面态(topological surface states, TSS)的空间非均匀形成密切相关。本工作提供了一种打破镜面对称性(除反演对称性之外)的途径,从而在金属性 TSS 的斑块之间形成 pn 结。该效应为在低温下工作至射频范围的高效整流器或能量收集器件铺平了道路,并有望通过使用具有较大体能隙的其他拓扑绝缘体将其拓展至高温。
引用
@article{arxiv.2503.19360,
title = {Realizing a topological diode effect on the surface of a topological Kondo insulator},
author = {Jiawen Zhang and Zhenqi Hua and Chengwei Wang and Michael Smidman and David Graf and Sean Thomas and Priscila F. S. Rosa and Steffen Wirth and Xi Dai and Peng Xiong and Huiqiu Yuan and Xiaoyu Wang and Lin Jiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19360},
year = {2025}
}
备注
10 pages, 4 figures; SI is included in the published version