拓扑绝缘体中磁导率的拓扑效应
介观与纳米尺度物理
2015-06-17 v1
摘要
三维强拓扑绝缘体 (TIs) 保证了完全覆盖 TI 表面的二维导电表面态的存在。TI 表面态必然包裹 TI 的顶部、底部和两个侧壁，因此在拓扑上不同于平面的普通二维电子气 (2DEGs)。这对磁导率 有几个推论， 是研究弱反局域化的常用度量，对量子相干时间 和温度敏感。我们表明，TI 侧壁上的导电系统地减小了 ，将其乘以一个始终小于一且在较厚样品中减小的因子。此外，我们给出了已在多个实验中测量过的倾斜场磁导率的解析公式和数值结果。最后，我们预测随着温度降低， 将进入一个包裹区域 (wrapped regime)，在该区域它对围绕 TI 进行一次或多次电路的扩散过程敏感。在这个包裹区域中，磁导率对温度的依赖性（在 2DEGs 中通常为 ）消失。我们提出了小场和大场强度下包裹区域的数值和解析预测。此处讨论的包裹区域和拓扑特征应在相同的样品和温度下可见，即在已观察到 Altshuler-Aronov-Spivak (AAS) 效应的条件下，当测量重复进行且磁场指向垂直于 TI 顶面时。
引用
@article{arxiv.1409.7768,
title = {Topological Effects on the Magnetoconductivity in Topological Insulators},
author = {Vincent E. Sacksteder and Kristin Bjorg Arnardottir and Stefan Kettemann and Ivan A. Shelykh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.7768},
year = {2015}
}