螺旋边缘模式在手性量子反常霍尔态中的作用
介观与纳米尺度物理
2018-01-23 v2
摘要
尽管有迹象表明单一手性量子反常霍尔（QAH）边缘模式可能已被实验探测到，但近期有许多实验推测，单一手性 QAH 边缘模式总是伴随一对准螺旋量子自旋霍尔（QSH）边缘模式出现。其原因似乎在于 QAH 边缘模式的起源。这些模式是通过施加铁磁体或磁性杂质抑制其中一种自旋边缘模式，从而由 QSH 边缘模式演化而来。在本工作中，我们处理一个实质性的“如果……会怎样？”问题——如果这些 QAH 边缘模式演化所源自的 QSH 边缘模式未受拓扑保护，那么 QAH 边缘模式也不会受拓扑保护，从而不适用于任何应用。此外，作为推论，人们也可以问，如果 QSH 边缘模式的拓扑保护在向 QAH 边缘模式的演化过程中未能延续，那么我们的“如果……会怎样？”场景再次显现。解决这一“如果……会怎样？”难题的“方法”是我们工作的主要目标。我们表明，在受无序和非弹性散射影响的类似设置中，通过平庸 QAH 边缘模式的输运会导致霍尔电阻的量子化，而非通过拓扑 QAH 边缘模式的输运。这或许要求对那些 purported 发现手性（拓扑）QAH 边缘模式特征（尽管与准螺旋 QSH 边缘模式相伴）的实验进行实质性的重新解释。
引用
@article{arxiv.1706.07634,
title = {Role of helical edge modes in the chiral quantum anomalous Hall state},
author = {Arjun Mani and Colin Benjamin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.07634},
year = {2018}
}
备注
16 pages, 8 figures, accepted for publication in Scientific Reports