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磁场中的拓扑绝缘体:量子霍尔效应与非量子化 θ 项的边缘通道

介观与纳米尺度物理 2013-05-30 v2

摘要

我们研究了当三维拓扑绝缘体的二维表面态产生能隙时,磁场如何诱导出一维边缘通道。通过接触这些通道测量的霍尔效应,即使在由于时间反演对称性破缺导致体 θ 项及相关的表面霍尔电导率 σ_{xy}^S 非量子化的情况下,仍保持量子化。这种量子化源于 θ 项在围绕 n 个边缘通道的环路中变化 ±2π n。模型计算显示了轨道效应与塞曼效应的相互作用如何导致量子霍尔转变,其中通道沿晶体边缘重新分布。边缘网络为研究边缘通道之间的耦合开辟了新的可能性。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.1363,
  title  = {Topological insulators in magnetic fields: Quantum Hall effect and edge channels with non-quantized \theta-term},
  author = {Matthias Sitte and Achim Rosch and Ehud Altman and Lars Fritz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.1363},
  year   = {2013}
}

备注

4+ pages, 4 figures; (v2) corrected conductance discussion