Нестандартная динамика электронов в топологических изоляторах, помещенных в магнитное поле: эффекты фазы Берри
В. Я. Демиховский, Р. В. Туркевич
Нижегородский государственный университет им. Лобачевского, 603950 Н. Новгород, Россия
Abstract
Изучается квазиклассическая динамика носителей тока, движущихся по поверхности 3D
топологического изолятора типа Bi2Te3, помещенного в постоянное магнитное поле. Учтены
эффекты, связанные с изменением симметрии электронных изоэнергетических поверхностей
(контуров), а также с ненулевой кривизной Берри. Показано, что в отличие от стандартной
динамики электронов, движущихся в постоянном и однородном магнитном поле по траекториям,
определяемым из условия E(k)=const и pz=const,
возникают эффекты, связанные как с появлением
аномальной скорости, пропорциональной кривизне Берри, так и с искривлением траекторий,
связанным с добавкой к энергии, пропорциональной орбитальному магнитному моменту
волнового пакета. Это должно привести к изменению условий циклотронного резонанса
поверхностных электронов. И хотя в магнитном поле разрушаются симметрия к инверсии времени
и топологический порядок, исследование циклотронного резонанса позволяет определить, являлся
ли данный изолятор тривиальным или нетривиальным в нулевом поле.