Effektivnyy gamil'tonian topologicheski zashchishchennogo kubita v gelikoidal'nom kristalle

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Рассмотрена сверхрешетка, образованная туннельно связанными одинаковыми антиточками, периодически расположенными в двумерном топологическом изоляторе, помещенном в магнитное поле. Cпектр сверхрешетки можно контролировать затворными электродами или меняя магнитный поток через антиточку. Показано, что на границе между двумя областями с разными потоками возникает топологически защищенный кубит, свойства которого зависят от скачка потока и могут управляться напряжением на затворах. Получен эффективный гамильтониан такого кубита, и проанализирована зависимость его свойств от основных параметров сверхрешетки: туннельной связи между антиточками и вероятности прыжков с переворотом спина.

About the authors

R. A. Niyazov

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

Email: r.niyazov@mail.ioffe.ru

D. N. Aristov

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”;Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН;Санкт-Петербургский государственный университет

V. Yu. Kachorovskiy

Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН

References

  1. B. Bernevig and T. Hughes, Topological Insulators and Topological Superconductors, Princeton University Press, Princeton (2013).
  2. M. Z. Hasan and C. L. Kane, Rev. Mod. Phys. 82, 3045 (2010).
  3. X.-L. Qi and S.-C. Zhang, Rev. Mod. Phys. 83, 1057 (2011).
  4. C. L. Kane and E. J. Mele, Phys. Rev. Lett. 95, 226801 (2005).
  5. B. A. Bernevig, T. L. Hughes, and S. C. Zhang, Science 314, 1757 (2006).
  6. M. Konig, S. Wiedmann, C. Brune, A. Roth, H. Buhmann, L. W. Molenkamp, X.-L. Qi, and S.- C. Zhang, Science 318, 766 (2007).
  7. A. Roth, C. Brune, H. Buhmann, L. W. Molenkamp, J. Maciejko, X.-L. Qi, and S.-C. Zhang, Science 325, 294 (2009).
  8. G. M. Gusev, Z. D. Kvon, O. A. Shegai, N. N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, and J. C. Portal, Phys. Rev. B 84, 121302 (2011).
  9. C. Brune, A. Roth, H. Buhmann, E. M. Hankiewicz, L. W. Molenkamp, J. Maciejko, X.-L. Qi, and S.- C. Zhang, Nat. Phys. 8, 485 (2012).
  10. A. Kononov, S. V. Egorov, Z. D. Kvon, N. N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, and E. V. Deviatov, JETP Lett. 101, 814 (2015).
  11. H. Peng, K. Lai, D. Kong, S. Meister, Y. Chen, X. L. Qi, S. C. Zhang, Z. X. Shen, and Y. Cui, Nat. Mater. 9, 225 (2010).
  12. B. C. Lin, S. Wang, L. X. Wang, C. Z. Li, J. G. Li, D. Yu, and Z. M. Liao, Phys. Rev. B 95, 235436 (2017).
  13. J. H. Bardarson, P. W. Brouwer, and J. E. Moore, Phys. Rev. Lett. 105, 156803 (2010).
  14. J. H. Bardarson and J. E. Moore, Rep. Prog. Phys. 76, 56501 (2013).
  15. G. Gusev, Z. Kvon, O. Shegai, N. Mikhailov, and S. Dvoretsky, Solid State Commun. 205, 4 (2015).
  16. P. Delplace, J. Li, and M. Buttiker, Phys. Rev. Lett. 109, 246803 (2012).
  17. F. Dolcini, Phys. Rev. B 83, 165304 (2011).
  18. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, Phys. Rev. B 98, 045418 (2018).
  19. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, npj Computational Materials 6, 174 (2020).
  20. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, Phys. Rev. B 103, 125428 (2021).
  21. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, JETP Lett. 113, 689 (2021).
  22. H. Maier, J. Ziegler, R. Fischer, D. Kozlov, Z. D. Kvon, N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, and D. Weiss, Nat.Commun. 8, 2023 (2017).
  23. J. Ziegler, Quantum transport in HgTe topological insulator nanostructures, Ph. D. thesis, University of Regensburg, Regensburg (2019).
  24. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, (2023), Phys. Rev. B 108, 075424 (2023).
  25. B. A. Volkov and O. A. Pankratov, JETP Lett. 42, 178 (1985).
  26. J. C. Y. Teo and C. L. Kane, Phys. Rev. B 79, 235321 (2009).
  27. D. N. Aristov and R. A. Niyazov, Phys. Rev. B 94, 035429 (2016).
  28. D. N. Aristov, I. V. Gornyi, D. G. Polyakov, and P. Wolfle, Phys. Rev. B 95, 155447 (2017).
  29. J. Wang, Y. Meir, and Y. Gefen, Phys. Rev. Lett. 118, 046801 (2017).
  30. S. V. Maleyev, A. G. Yashenkin, and D. N. Aristov, Phys. Rev. B 50, 13825 (1994).
  31. V. I. Perel and D. G. Polyakov, JETP 59, 204 (1984).
  32. A. P. Dmitriev, JETP 68, 132 (1989).

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies