二维拓扑绝缘体中的热电效应
介观与纳米尺度物理
2025-03-03 v1 强关联电子
摘要
我们探讨了二维拓扑系统的非平庸热电性质。对于 Chern 绝缘体，我们证明 Seebeck 系数完全由 Kelvin 公式确定，而 Nernst 系数消失。对于具有 Rashba 自旋-轨道相互作用的二维电子气，我们揭示了 Berry 曲率如何影响热电系数，并推导了热电势的类 Mott 方程。我们预测，在弹道和耗散模式下，具有时间反演对称性的二维拓扑绝缘体的热电势将发生强烈变化。Kelvin 公式适用于弹道模式，而 Mott 公式适用于耗散模式。重要的是，在具有梯形几何结构的系统中，弹道和耗散模式的结合导致了反常 Nernst 效应。最后，我们分析了二维 Anderson 绝缘体，其中边缘模式在弱局域化-强局域化转变温度附近表现出独特的 Seebeck 系数温度行为。在平庸相中，热电势表现出强烈的幂律温度依赖性，而在拓扑相中，幂律和指数依赖性共存。
引用
@article{arxiv.2502.20888,
title = {Thermoelectric effects in two-dimensional topological insulators},
author = {Z. Z. Alisultanov and E. G. Idrisov and A. V. Kavokin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.20888},
year = {2025}
}