Anomalous quantization trajectory and parity anomaly in Co cluster decorated BiSbTeSe(2) nanodevices.
Anomalous quantization trajectory and parity anomaly in Co cluster decorated BiSbTeSe(2) nanodevices.
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Co团簇修饰的BiSbTeSe2纳米器件中的异常量子化轨迹和奇偶校验异常
DOI：
10.1038/s41467-017-01065-7
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发表时间：
2017-10-17
影响因子：
16.6
通讯作者：
Wang G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang S;Pi L;Wang R;Yu G;Pan XC;Wei Z;Zhang J;Xi C;Bai Z;Fei F;Wang M;Liao J;Li Y;Wang X;Song F;Zhang Y;Wang B;Xing D;Wang G
不同螺旋度的狄拉克费米子存在于拓扑绝缘体的上下表面，为突破不进定理所保护的简并性提供了难得的机会。通过Co簇的应用，调制了拓扑绝缘体BiSbTeSe2的量子霍尔平台，从而优化了表面输运。在这里，我们使用重整化群流程图，展示了在电导率张量空间中提取两组收敛点，揭示了顶部表面呈现出异常量化轨迹，而底部表面保留了1/2量化。Co团簇通过反铁磁交换耦合诱导了相当大的塞曼隙（4.8 meV），从而延迟了中等磁场下顶部表面的朗道能级杂化。准半整数平台也出现在−7.2特斯拉。这使我们能够研究宇称异常的有趣物理现象，并为进一步研究凝聚态物理中模拟奇异粒子铺平了道路。
Dirac Fermions with different helicities exist on the top and bottom surfaces of topological insulators, offering a rare opportunity to break the degeneracy protected by the no-go theorem. Through the application of Co clusters, quantum Hall plateaus were modulated for the topological insulator BiSbTeSe2, allowing an optimized surface transport. Here, using renormalization group flow diagrams, we show the extraction of two sets of converging points in the conductivity tensor space, revealing that the top surface exhibits an anomalous quantization trajectory, while the bottom surface retains the 1/2 quantization. Co clusters are believed to induce a sizeable Zeeman gap ( 4.8 meV) through antiferromagnetic exchange coupling, which delays the Landau level hybridization on the top surface for a moderate magnetic field. A quasi-half-integer plateau also appears at −7.2 Tesla. This allows us to study the interesting physics of parity anomaly, and paves the way for further studies simulating exotic particles in condensed matter physics.
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