拓扑绝缘体薄膜的拓扑相
介观与纳米尺度物理
2018-02-21 v1
摘要
我们研究了拓扑绝缘体材料薄膜的性质。我们在适当调整的隧穿近似中处理薄膜相对表面螺旋态间的耦合，并表明对于BiSe和BiTe，隧穿矩阵元随薄膜厚度及薄膜面内动量均振荡。结果，虽然表面布里渊区中心的矩阵元大小给出能谱中的能隙，但矩阵元的符号唯一确定薄膜的拓扑性质，这通过显式计算赝自旋纹理与陈数得以证明。我们发现随着薄膜厚度变化，拓扑相与非拓扑相之间由半金属态分隔而发生一系列转变。在拓扑相中薄膜的边界态始终存在，但仅当边界势破缺粒子-空穴对称性时才承载自旋流。在BiSe中边界态远离边界衰减极慢，使得该尺度更短的BiTe成为观测这些态更有希望的候选。我们的结果适用于自由 standing 薄膜以及具有大带隙绝缘体的异质结构。
引用
@article{arxiv.1801.02084,
title = {Topological phases of topological insulator thin films},
author = {Mahmoud M. Asmar and Daniel E. Sheehy and Ilya Vekhter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.02084},
year = {2018}
}