論文の概要: Anomalous in-gap edge states in two-dimensional pseudospin-1 Dirac
insulators
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.10183v1
- Date: Wed, 20 May 2020 16:44:19 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-19 05:50:32.543115
- Title: Anomalous in-gap edge states in two-dimensional pseudospin-1 Dirac
insulators
- Title（参考訳）: 2次元pseudospin-1 dirac絶縁体における異常なgap内エッジ状態
- Authors: Hong-Ya Xu and Ying-Cheng Lai
- Abstract要約: 擬似スピン1格子や魔法の角をねじった二層グラフェンのような平らなバンドをホストする量子材料は、非常に新しい物理現象を示す。
疑似スピン1材料における電子的内部状態の驚くほどのクラスについて報告する。
特に、巨大なスピン-1準粒子の2次元ギャップ(絶縁)ディラック系において、ギャップ内エッジモードは、有限領域に印加される静電ポテンシャルのみを通して現れる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum materials that host a flat band, such as pseudospin-1 lattices and
magic-angle twisted bilayer graphene, can exhibit drastically new physical
phenomena including unconventional superconductivity, orbital ferromagnetism,
and Chern insulating behaviors. We report a surprising class of electronic
in-gap edge states in pseudospin-1 materials without the conventional need of
band-inversion topological phase transitions or introducing magnetism via an
external magnetic type of interactions. In particular, we find that, in
two-dimensional gapped (insulating) Dirac systems of massive spin-1
quasiparticles, in-gap edge modes can emerge through only an {\em electrostatic
potential} applied to a finite domain. Associated with these unconventional
edge modes are spontaneous formation of pronounced domain-wall spin textures,
which exhibit the feature of out-of-plane spin-angular momentum locking on both
sides of the domain boundary and are quite robust against boundary deformations
and impurities despite a lack of an explicit topological origin. The in-gap
modes are formally three-component evanescent wave solutions, akin to the
Jackiw-Rebbi type of bound states. Such modes belong to a distinct class due to
the following physical reasons: three-component spinor wave function, unusual
boundary conditions, and a shifted flat band induced by the external scalar
potential. Not only is the finding of fundamental importance, but it also paves
the way for generating highly controllable in-gap edge states with emergent
spin textures using the traditional semiconductor gate technology. Results are
validated using analytic calculations of a continuum Dirac-Weyl model and
tight-binding simulations of realistic materials through characterizations of
local density of state spectra and resonant tunneling conductance.
- Abstract（参考訳）: 擬似スピン1格子やマジックアングルでねじれた二層グラフェンのような平らなバンドをホストする量子材料は、非古典的超伝導、軌道強磁性、チャーン絶縁挙動などの非常に新しい物理現象を示す。
従来のバンド反転トポロジカル相転移や外部磁気相互作用による磁性の導入を必要とせず, 擬似スピン1材料における電子ギャップ状態の驚くべきクラスを報告する。
特に、質量スピン-1準粒子の2次元ガッピング(絶縁)ディラック系では、in-gapエッジモードは有限領域に適用される「em静電ポテンシャル」のみを通して生じる。
これらの非伝統的なエッジモードは、領域境界の両側に面外スピン角運動量ロックの特色を示す領域壁スピンテクスチャーの自発的な形成であり、明確な位相的起源が欠如しているにもかかわらず、境界変形や不純物に対して非常に堅牢である。
インギャップモードは、ジャッキー・レビ型境界状態と同様、正式には3成分のエバネッセント波解である。
このようなモードは、3成分のスピノル波動関数、異常な境界条件、外部スカラーポテンシャルによって引き起こされる偏平帯域といった物理的理由により異なるクラスに属する。
基本的な重要性の発見だけでなく、従来の半導体ゲート技術を用いた創発的なスピンテクスチャを用いて、高度に制御可能なin-gapエッジ状態を生成する方法も備えている。
連続体ディラック・ワイルモデルの解析計算と、状態スペクトルの局所密度と共鳴トンネルコンダクタンスのキャラクタリゼーションによる実物との密結合シミュレーションを用いて検証する。
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