由自旋不平衡诱导的Mott/拓扑绝缘体异质结构中的隐藏拓扑边缘电流
介观与纳米尺度物理
2025-11-11 v1 强关联电子
摘要
我们在具有周期性边界条件的二维Lieb晶格上，理论地研究了由 Ferrimagnetic Mott 绝缘体与 time-reversal invariant 拓扑带绝缘体构成的异质结构。我们的Hartree-Fock和从旋率均值场结果包含远程库仑相互作用。在本文中，我们展示了异质结构两个边缘处的电荷和磁性重构，并揭示了这些异质结构边缘重构如何影响隐藏拓扑边缘模式。特别地，我们证明了界面磁场可在保持其拓扑特性和金属性的同时诱导出自旋不平衡。我们指出，这种不平衡导致形成受拓扑保护的隐藏自旋和电荷电流。固有的自旋动量锁定确保左右运动子在两个隐藏界面上以相反方向贡献于电流。我们表明，自旋不平衡诱导的电荷和自旋电流大小可通过调整拓扑绝缘体的自旋轨道耦合强度相对于Mott绝缘体的关联强度来调节。因此，我们的结果表明，将自旋霍尔效应在受拓扑和相互作用作用驱动下转化为类似电荷霍尔效应的受控机制。这些受拓扑保护的电荷和自旋电流为低能耗电子器件和自旋器件的发展指明了前景。
引用
@article{arxiv.2501.15474,
title = {Spin-imbalance induced buried topological edge currents in Mott \& topological insulator heterostructures},
author = {Rahul Ghosh and Subhajyoti Pal and Kush Saha and Anamitra Mukherjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.15474},
year = {2025}
}