Nemagnitnyy mekhanizm rasseyaniya nazad v gelikoidal'nykh kraevykh sostoyaniyakh

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Исследован механизм индуцированного взаимодействием рассеяния назад в геликоидальных краевых состояниях двумерного топологического изолятора, туннельно связанного с локализованной областью (островком), расположенной вблизи краевого канала. Этот механизм не связан с неупругим рассеянием и обусловлен флуктуациями так называемой нулевой моды в островке. Подробно рассмотрена простейшая модель островка в виде полости в объеме топологического изолятора. Такая полость также обладает геликоидальными краевыми состояниями, туннельно-связанными с геликоидальными состояниями, окружающими топологический изолятор. Ключевую роль играет краевой ток в островке. Хотя среднее значение этого тока равно нулю, его флуктуации, описываемые в приближении нулевой моды, при учете электрон-электронного взаимодействия, действуют подобно магнитному потоку, тем самым допуская процессы рассеяния назад, включающие туннелирование через островок. Выпрямление этих флуктуаций приводит к конечной вероятности рассеяния назад. Этот эффект дополнительно усиливается благодаря процессу сбоя фазы, доминирующий вклад в который также определяется флуктуациями нулевой моды. Примечательно, что для температур, превышающих расстояние между уровнями в островке, скорость рассеяния назад не зависит от температуры, что хорошо согласуется с недавними экспериментами.

References

  1. B. A. Bernevig and S.-C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 96, 106802 (2006).
  2. B. A. Bernevig, T. L. Hughes, and S.-C. Zhang, Science 314, 1757 (2006).
  3. C. L. Kane and E. J. Mele, Phys. Rev. Lett. 95, 146802 (2005).
  4. M. Konig, S. Wiedmann, C. Brune, A. Roth, H. Buhmann, L. W. Molenkamp, X.-L. Qi, and S.-C. Zhang, Science 318, 766 (2007).
  5. M. Konig, M. Baenninger, A. G. F. Garcia, N. Harjee, B. L. Pruitt, C. Ames, P. Leubner, C. Brune, H. Buhmann, L. W. Molenkamp, and D. Goldhaber-Gordon, Phys. Rev. X 3, 021003 (2013).
  6. G. Gusev, Z. Kvon, E. Olshanetsky, and N. Mikhailov, Solid State Commun. 302, 113701 (2019).
  7. E. Olshanetsky, Z. Kvon, G. Gusev, and N. Mikhailov, Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures 147, 115605 (2023).
  8. Y. Tanaka, A. Furusaki, and K. A. Matveev, Phys. Rev. Lett. 106, 236402 (2011).
  9. J. Maciejko, C. Liu, Y. Oreg, X.-L. Qi, C. Wu, and S.-C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 102, 256803 (2009).
  10. V. Cheianov and L. I. Glazman, Phys. Rev. Lett. 110, 206803 (2013).
  11. M. V. Durnev and S. A. Tarasenko, Phys. Rev. B 93, 075434 (2016).
  12. P. D. Kurilovich, V. D. Kurilovich, I. S. Burmistrov, Y. Gefen, and M. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 123, 056803 (2019).
  13. T. L. Schmidt, S. Rachel, F. von Oppen, and L. I. Glazman, Phys. Rev. Lett. 108, 156402 (2012).
  14. J. I. Vayrynen, M. Goldstein, and L. I. Glazman, Phys. Rev. Lett. 110, 216402 (2013).
  15. J. I. Vayrynen, M. Goldstein, Y. Gefen, and L. I. Glazman, Phys. Rev. B 90, 115309 (2014).
  16. V. A. Sablikov, Phys. Rev. B 102, 075434 (2020).
  17. P. P. Aseev and K. E. Nagaev, Phys. Rev. B 94, 045425 (2016).
  18. H. Maier, J. Ziegler, R. Fischer, D. Kozlov, Z. D. Kvon, N. Mikhailov, S. A. Dvoretsky, and D. Weiss, Nature Commun. 8, 2023 (2017).
  19. J. Ziegler, Quantum transport in HgTe topological insulator nanostructures, Ph. D. thesis, University of Regensburg, Regensburg (2019).
  20. P. Delplace, J. Li, and M. Buttiker, Phys. Rev. Lett. 109, 246803 (2012).
  21. R. A. Niyazov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, Phys. Rev. B 108, 075424 (2023).
  22. J. C. Y. Teo and C. L. Kane, Phys. Rev. B 79, 235321 (2009).
  23. A. P. Dmitriev, I. V. Gornyi, V. Y. Kachorovskii, and D. G. Polyakov, Phys. Rev. Lett. 105, 036402 (2010).
  24. A. P. Dmitriev, I. V. Gornyi, V. Y. Kachorovskii, D. G. Polyakov, and P. M. Shmakov, JETP Lett. 100, 839 (2015).
  25. A. P. Dmitriev, I. V. Gornyi, V. Y. Kachorovskii, and D. G. Polyakov, Phys. Rev. B 96, 115417 (2017).
  26. T. Gianarchi, Quantum Physics in One Dimension, The international series of monographs on physics, Oxford University Press, Clarendon (2004), v.121.
  27. R. A. Niyazov, I. V. Krainov, D. N. Aristov, and V. Y. Kachorovskii, A mechanism of strong backscattering in helical edge states, the paper is being prepared for publication.
  28. F. D. M. Haldane, J. Phys. C Solid State Phys. 14, 2585 (1981).
  29. D. Loss, Phys. Rev. Lett. 69, 343 (1992).
  30. Y. M. Galperin, B. L. Altshuler, J. Bergli, and D. V. Shantsev, Phys. Rev. Lett. 96, 097009 (2006).
  31. J. Schriefl, Y. Makhlin, A. Shnirman, and G. Schon, New J. Phys. 8, 1 (2006).
  32. C. Neuenhahn, B. Kubala, B. Abel, and F. Marquardt, Phys. Status Solidi B 246, 1018 (2009).
  33. D. N. Aristov and R. A. Niyazov, Phys. Rev. B 94, 035429 (2016).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».