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拓扑绝缘体薄膜中的屏蔽、Friedel 振荡与低温电导率

介观与纳米尺度物理 2014-05-19 v2

摘要

在薄拓扑绝缘体薄膜中,顶部和底部表面通过隧穿耦合,这恢复了背散射并强烈影响屏蔽效应。我们在随机相位近似下计算了介电函数,获得了闭式结果。与独立的拓扑绝缘体表面不同,薄膜的介电函数随波数 qq 和隧穿效应呈现谷值,并在 q=2kFq=2k_F 处出现尖点,其中 kFk_F 为费米波矢。由于该尖点的存在,Friedel 振荡随距离 rrsin(2kFr)/(2kFr)2\sin(2k_Fr)/(2k_Fr)^2 衰减。我们在低温下通过第一玻恩近似确定了纵向电导率 σ\sigma,此时屏蔽杂质是主要的散射机制。在高电子密度 nen_e 下,σne\sigma \propto n_e,而在低密度下 σne3/2\sigma \propto n_e^{3/2}

关键词

引用

@article{arxiv.1310.0075,
  title  = {Screening, Friedel oscillations and low-temperature conductivity in topological insulator thin films},
  author = {Weizhe Edward Liu and Hong Liu and Dimitrie Culcer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1310.0075},
  year   = {2014}
}