HgTe/CdTe量子阱中量子自旋霍尔边缘态的热耗散

量子自旋霍尔效应的特征是受拓扑保护的螺旋边缘态。在此，我们通过考虑两种类型的耗散源来研究螺旋边缘态的热耗散。结果表明，对于正常耗散源，无论系统中是否存在Rashba自旋轨道耦合，螺旋边缘态都是无耗散的；但对于自旋耗散源，它们是有耗散的。对能量分布的进一步研究表明，在没有耗散源的情况下，自旋向上和自旋向下的电子各自处于其自身的平衡态。自旋耗散源可以将这两个子系统耦合在一起，引起电压降和非平衡分布，从而导致热耗散，而正常耗散源则不能。随着热耗散的增加，自旋向上和自旋向下的电子子系统从非平衡态最终演化到相互平衡态。此外，还讨论了无序对热耗散的影响。我们的工作为减少量子自旋霍尔系统中的热耗散提供了线索。