垂直磁场中的薄拓扑绝缘体薄膜

我们报告了一项关于超薄拓扑绝缘体薄膜的研究，该薄膜的上下表面之间存在杂化，并置于量子化的垂直磁场中。我们计算了薄膜的完整朗道能级谱，作为外加磁场强度和杂化矩阵元大小的函数，同时考虑了磁场的轨道效应和塞曼自旋分裂效应。对于未掺杂的薄膜，我们发现随着外加磁场强度的变化，系统会发生一个量子相变，从霍尔电导率为零的状态转变为霍尔电导率量子化为 $e^2/h$ 的状态。该相变由塞曼能和杂化能之间的竞争驱动。