ترابرد سطحی عایق توپولوژیک با تابیدگی (وارپینگ) شش ضلعی در حضور سدهای الکتریکی و مغناطیسی

ویژگی های ترابرد فرمیون های دیراک در سطح یک عایق توپولوژیک سه بعدی با آثار وارپینگ در حضور سدهای الکتریکی و مغناطیسی با استفاده از روش ماتریس انتقال بررسی شده است. نتایج بیانگر این است که احتمال عبور و رسانندگی با ولتاژ هدایت، زاویة فرودی الکترون ها، تعداد سدها و شدت میدان تبادلی قابل تنظیم است. در احتمال عبور نسبت به زاویة فرودی الکترون ها مشخص شده است که برای الکترون های فرودی عمودی، عبور کامل وجود ندارد. این رفتار، نقش اثر مجاورت مغناطیسی در کم شدن شدت عبور را تایید می کند. در طیف رسانندگی، میدان مغناطیسی می تواند یک شکاف نواری در نقطه دیراک باز کند که به جهت مغناطش بستگی داشته و تا زمانی که جهت های مغناطش کامل موازی با سطح عایق نباشد، تقارن وارونی زمان شکسته باقی می ماند. مکان و شدّت قلّه های تشدیدی به مقادیر ولتاژ هدایت و انرژی فرودی بستگی دارد. با افزایش تعداد کل سدها مشخص شده است که تعداد قلّه ‌های عبور افزایش می یابد. در حضور آثار وارپینگ شش ضلعی نشان داده شده است که با افزایش انرژی، ترابرد الکتریکی نیز افزایش یافته است. نتایج به دست آمده از این مطالعه با نتایجی که از پیش در این زمینه در اختیار است، همخوانی دارد.

transport through potential and magnetic barriers on topological insulator surfaces with hexagonal warping effects

the transport properties of the dirac fermions through the electric and magnetic barriers on the surface of a 3d topological insulator with a hexagonal warping effect have been investigated using the transfer matrix method. it was found that the transmission probability and the electric conductance are strongly modulated by the gate voltage, incident energy, number of barriers, and the exchange field strength. it was remarkable that the dirac fermion is not perfectly transmitted at the normal incidence, confirming the role of the proximity effect in the suppression of transmission for normal incident electrons. the magnetic field can open up a band gap in the conductance spectrum at the dirac point, depending on the magnetization orientation. the time-reversal symmetry remains broken as long as the magnetization orientations in modulated regions are not entirely parallel to the surface of a topological insulator. the resonant states and the position of resonant peaks are dependent on the gate voltage and incident energy values. it is shown that the number of tunneling resonances increases with increasing the number of barriers. the hexagonal warping effect can increase electronic transport at high energies. the results found here are consistent with those obtained previously.