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Rashba自旋轨道耦合下square-octagon晶格的拓扑相变

杨圆 陈帅 李小兵

Rashba自旋轨道耦合下square-octagon晶格的拓扑相变

杨圆, 陈帅, 李小兵
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  • 本文研究了各向同性square-octagon晶格在内禀自旋轨道耦合、Rashba自旋轨道耦合和交换场作用下的拓扑相变,同时引入陈数和自旋陈数对系统进行拓扑分类.系统在自旋轨道耦合和交换场的影响下会出现许多拓扑非平庸态,包括时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态.特别的是,在时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应中,无能隙螺旋边缘态依然能够完好存在.调节交换场或者填充因子的大小会导致系统发生从时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态到自旋过滤的量子反常霍尔态的拓扑相变.边缘态能谱和自旋谱的性质与陈数和自旋陈数的拓扑刻画完全一致.这些研究成果为自旋量子操控提供了一个有趣的途径.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11647145)、南京大学固体微结构物理国家重点实验室开放课题(批准号:M31024)和江苏省高校自然科学研究项目(批准号:16KJB430012)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-09
  • 修回日期:  2018-10-02

Rashba自旋轨道耦合下square-octagon晶格的拓扑相变

  • 1. 江苏科技大学张家港校区, 张家港 215600;
  • 2. 南京大学, 固体微结构物理国家重点实验室, 南京 210093
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11647145)、南京大学固体微结构物理国家重点实验室开放课题(批准号:M31024)和江苏省高校自然科学研究项目(批准号:16KJB430012)资助的课题.

摘要: 本文研究了各向同性square-octagon晶格在内禀自旋轨道耦合、Rashba自旋轨道耦合和交换场作用下的拓扑相变,同时引入陈数和自旋陈数对系统进行拓扑分类.系统在自旋轨道耦合和交换场的影响下会出现许多拓扑非平庸态,包括时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态和量子反常霍尔态.特别的是,在时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应中,无能隙螺旋边缘态依然能够完好存在.调节交换场或者填充因子的大小会导致系统发生从时间反演对称破缺的量子自旋霍尔态到自旋过滤的量子反常霍尔态的拓扑相变.边缘态能谱和自旋谱的性质与陈数和自旋陈数的拓扑刻画完全一致.这些研究成果为自旋量子操控提供了一个有趣的途径.

English Abstract

参考文献 (45)

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