拓扑绝缘体表面电子的自旋响应

当嵌入真空等拓扑平凡介质时，拓扑绝缘体的表面会呈现一种非常特殊的准二维金属系统形式。这种特殊二维金属的电子性质在许多方面既不同于量子阱异质结构中的传统二维电子气系统，也不同于单层石墨烯。在本文中，我们研究了这些独特特征之一，即电子自旋对垂直于表面施加的磁场的响应。我们发现，对于一般的拓扑表面，自旋磁化率和磁化强度随磁场和化学势的变化表现出异常行为。我们提出可以利用最近开发的称为 $\beta$ NMR 的实验技术来研究这种行为，该技术对表面电子自旋高度敏感。我们解释了如何利用该技术探测由磁性掺杂剂或近期文献中讨论的相互作用引起的自发磁有序。