Осцилляции Ааронова-Бома, обусловленные нетопологическими поверхностными состояниями в дираковских нанопроволоках1)
В. В. Еналдиев+ 2), В. А. Волков+* 2)
+Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, 125009 Москва, Россия
* Московский физико-технический институт (государственный университет), 141700 Долгопрудный, Россия
Abstract
Эффект Ааронова-Бома в магнитопроводимости нанопроволок,
изготовленных из топологических изоляторов, является ярким проявлением
существования топологических поверхностных состояний. В настоящей работе
показано, что поверхностные состояния в нанопроволоках из дираковских
материалов (висмут, висмут сурьма и сплавы Pb1-xSnxSe), находящихся в
нетопологической фазе, также приводят к эффекту Ааронова-Бома, который
проявляется как поправка к магнитопроводимости объемных состояний.
Цилиндрическая нанопроволока описывается трехмерным уравнением Дирака с
граничным условием, инвариантным по отношению к инверсии времени. Граничное
условие задается одним феноменологическим параметром, знак которого разделяет
поверхностные состояния на нетопологические и состояния топологичекого типа.
Нетопологические состояния возникают вне запрещенной зоны. В продольном
магнитном поле они дают поправку ааронов-бомовского типа к плотности
состояний и, соответственно, проводимости нанопроволоки. С ростом
магнитного поля фаза осцилляций изменяется от π до 2π.