具有 Rashba 自旋轨道耦合与能带反转的二维半 Dirac 材料中通过边缘态的自旋相关输运

我们研究了具有能带反转和 Rashba 自旋轨道耦合的二维 type-I 半 Dirac 材料中的体边对应关系。采用降维框架，我们将沿二次色散方向的 Zak 相识别为捕获边缘态存在的拓扑不变量。在非平庸拓扑区域，有限宽度的系统表现出能量依赖的边缘态，这些边缘态仅在特定动量下受到拓扑保护。在 $k_x$ 等于零时，出现对称保护的边缘态，类似于无 Rashba 情形。在有限 $k_x$ 下，自旋轨道耦合与能带结构的相互作用引起自旋相关的边缘态，该边缘态基于其自旋和粒子-空穴特性局域在特定边缘上。我们计算了通过这些边缘通道的自旋分辨电导，并观察到由有效 Rashba 磁场引起的自旋进动所产生的稳健且可调的振荡。这些结果揭示了自旋轨道相互作用如何丰富半 Dirac 系统的边缘物理，并为各向异性拓扑材料中的自旋电子学控制提供了一个平台。