窄带隙半导体纳米层中的拓扑相变
介观与纳米尺度物理
2023-10-27 v1
摘要
窄带隙半导体纳米结构已被探索用于实现拓扑超导量子器件，其中可创建马约拉纳态并用于构造拓扑量子比特。然而，在这些纳米结构中实现拓扑相变的先决条件是施加磁场，这可能使面向拓扑量子计算的技术开发复杂化。在此我们证明，在垂直电场作用下，窄带隙半导体纳米层中可实现拓扑相变。基于全能带结构计算，表明拓扑相变发生于电场诱导的能带反转，并伴随临界场处 不变量的突变。我们还证明，非平庸拓扑相在能带反转纳米层霍尔棒结构中由量子自旋霍尔边缘态所体现。我们给出了纳米层在层厚与电场强度空间中的相图，并讨论了在电场诱导半导体纳米层拓扑相中获得大拓扑带隙的最优条件。
引用
@article{arxiv.2310.17243,
title = {Topological phase transition in a narrow bandgap semiconductor nanolayer},
author = {Zhi-Hai Liu and Wenkai Lou and Kai Chang and H. Q. Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.17243},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 5 figures