三维拓扑绝缘体中虫洞效应的输运研究

在三维强拓扑绝缘体内部，一根带有 $h/2e$ 磁通量的管道承载着一对受保护的一维线性费米子模式。这一现象被称为“虫洞效应”。本工作发现，“虫洞效应”作为一种独特的自由度，会引入奇异的输运现象，从而调控拓扑绝缘体的输运性质。我们的数值结果表明，双虫洞系统的输运性质可以通过虫洞干涉进行操控。具体而言，由于虫洞间的干涉，电导和局域态密度均随费米能量振荡。此外，通过研究多虫洞系统，我们发现虫洞的数量还可以通过一种 $\mathbb{Z}$$_{2}$ 机制来调制微分电导。最后，我们提出了两种在实际应用中的拓扑器件，即“虫洞开关”器件和“可穿越虫洞”器件，它们可以通过控制虫洞自由度进行精细调节。