由 Shockley-Ramo 定理揭示的拓扑绝缘体中可切换的量子化电导
介观与纳米尺度物理
2019-04-17 v1
摘要
具有对称性保护拓扑序的晶体，如拓扑绝缘体，即使在室温下存在无序时也能提供相干的自旋与电荷输运现象。然而，拓扑表面态在集成电路中应用的一个主要障碍是，需要一种清晰、可靠且直接的读出方式，且不受体内载流子密度的主导影响。在此，我们展示了如何对原型拓扑绝缘体 Bi2Se3 和 BiSbTe3 中螺旋表面模式的局域电导进行成像与读出。我们应用所谓的 Shockley-Ramo 定理来设计一种针对无隙表面态的光电探针电路，并惊奇地发现了在 1e2/h 处的精确电导量子化。这一前所未有的响应是局域自旋极化输运的明确特征，并且可通过静电场效应开启和关闭。该宏观、全局读出方案基于位移电流电阻率，且不需要电极间的相干输运。它为研究 Weyl 半金属和量子自旋霍尔绝缘体等进一步的非平凡无隙系统提供了可推广的平台。
引用
@article{arxiv.1807.11851,
title = {Switchable quantized conductance in topological insulators revealed by the Shockley-Ramo theorem},
author = {Paul Seifert and Marinus Kundinger and Gang Shi and Xiaoyue He and Kehui Wu and Yongqing Li and Alexander Holleitner and Christoph Kastl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.11851},
year = {2019}
}