半导体异质结构中螺旋边缘的电阻

时间反演对称性禁止了在二维拓扑绝缘体螺旋边缘内传播的电子发生弹性背散射。然而，这些系统中的小带隙使其对掺杂无序敏感，可能导致电子和空穴液滴的形成。这种液滴——即量子点——若通过隧穿耦合到边缘，由于电子在点内的长停留时间，可能会显著增强非弹性背散射率。对于携带奇数个电子的量子点，由于近藤效应，附加电阻尤为强烈。出于同样原因，附加电阻的温度依赖性变得相当弱。我们提出了关于量子点对螺旋边缘电阻影响的详细理论。该理论使我们能够对未来在拓扑绝缘体中人工制备量子点的实验做出具体预测，并为短 HgTe 量子阱中观察到的电阻涨落提供了定性解释。除了单点理论外，我们还建立了长异质结构中随机电荷液滴引入的螺旋边缘电阻率的统计描述。长样品中电荷液滴的存在可能解释了观察到的高样品电阻与沿样品边缘的电子传播共存的现象。