具有势垒与磁垒的薄拓扑绝缘体中的输运

我们研究置于三维薄拓扑绝缘体（TI）顶表面上的势垒或磁垒的输运。对于此类薄 TI，顶与底表面通过耦合 $\lambda$ 相互作用，这影响了由其构成的结的输运性质。我们发现，对于具有势垒的结，微分电导随势垒强度振荡。当耦合 $\lambda$ 从小值变化到接近入射电子能量的值时，这些振荡的周期加倍。相反，对于具有磁垒的结，电导随势垒强度增大趋于非零常数。该特征不同于单个 TI 表面上的输运，其中电导随磁垒强度增大趋于零。我们还研究了这两类势垒的自旋流；在两种情况下，自旋流在顶与底表面符号相反。因此该系统可用于将施加的电荷流拆分为具有相反自旋取向的自旋流，可通过向两表面施加相反自旋极化引线来收集。我们表明，有限宽度势垒输运的若干特征可通过研究 $\delta$-函数势垒极限解析理解。我们讨论了可能验证我们理论的实验。