Квантовый аномальный эффект Холла в гетероструктурах магнитно-модулированный топологический изолятор/нормальный изолятор
В. Н. Меньшов+*, В. В. Тугушев+*, Е. В. Чулков*×°
+Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт", 123182 Москва, Россия
*Томский государственный университет, 634050 Томск, Россия
×Departamento de Física de Materiales, Facultad de Ciencias Químicas, UPV/EHU and Centro de Física de Materiales CFM-MPC, Centro Mixto CSIC-UPV/EHU, 20080 San Sebastián, Basque Country, Spain
°С.-Петербургский государственный университет, 199034 С.-Петербург, Россия
Abstract
В работе теоретически изучается вопрос,
как магнитная модуляция может быть
использована для управления транспортными свойствами
гетероструктур, сформированных
тонкой пленкой трехмерного топологического изолятора,
помещенной между обкладками
нормального изолятора. С использованием k• схемы
в рамках континуального подхода
показано, что электронные состояния системы
поляризованы по спину, когда ультратонкие
магнитные вставки инкорпорированы в пленку.
Продемонстрировано, что: 1) амплитуда
спиновой поляризации сильно зависит от позиции
магнитной вставки в пленке; 2) существует
оптимальная для реализации квантового аномального
эффекта Холла позиция вставки,
которая является функцией параметров материала,
толщины пленки и интерфейсного
потенциала на границе между топологическим и
нормальным изоляторами. Для
гетероструктуры с парой симметрично расположенных
магнитных вставок рассчитана
фазовая диаграмма, которая показывает ряд
переходов между различными квантовыми
режимами поперечной проводимости. В контексте
представленных результатов предлагается
последовательная интерпретация недавно
установленных экспериментальных фактов.