谷极化量子反常霍尔相与无序诱导的谷过滤手性边缘通道
介观与纳米尺度物理
2015-06-23 v1
摘要
我们研究了最近发现的谷极化量子反常霍尔 (VQAH) 相的拓扑和输运性质。在单层中，该相是通过两种类型的自旋轨道耦合之间的竞争实现的，这种竞争打破了两个谷之间的对称性。我们表明，从传统量子反常霍尔相到 VQAH 相的拓扑相变是由于拓扑电荷的变化以及实自旋织构中额外 skyrmions 的产生所致，此时能隙在一个谷处闭合并重新打开。在短程无序存在的情况下，由于谷间散射，成对的无能隙边缘通道（每对中的一个来自每个谷）将被破坏。然而，我们发现，在中等散射强度的扩展范围内，通过系统的输运是量子化的且完全谷极化的，即该系统等效于具有谷过滤手性边缘通道的量子反常霍尔系统。我们进一步表明，通过额外的层自由度，可以实现更丰富的相图，包含多个 VQAH 相。对于双层系统，我们证明了拓扑相变可以通过层间偏置势来控制。
引用
@article{arxiv.1412.7816,
title = {Valley-polarized quantum anomalous Hall phase and disorder induced valley-filtered chiral edge channels},
author = {Hui Pan and Xin Li and Hua Jiang and Yugui Yao and Shengyuan A. Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.7816},
year = {2015}
}