КОНДЕНСИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ

Немагнитный механизм рассеяния назад в геликоидальных краевых состояниях

И. В. Крайнов^a, Р. А. Ниязов^ba, Д. Н. Аристов^cba, В. Ю. Качоровский<sup>a

a</sup> Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН, 194021 С.-Петербург, Россия
^b Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”, Петербургский институт ядерной физики, 188300 Гатчина, Россия
^c Санкт-Петербургский государственный университет, 199034 С.-Петербург, Россия

Аннотация: Исследован механизм индуцированного взаимодействием рассеяния назад в геликоидальных краевых состояниях двумерного топологического изолятора, туннельно связанного с локализованной областью (островком), расположенной вблизи краевого канала. Этот механизм не связан с неупругим рассеянием и обусловлен флуктуациями так называемой нулевой моды в островке. Подробно рассмотрена простейшая модель островка в виде полости в объеме топологического изолятора. Такая полость также обладает геликоидальными краевыми состояниями, туннельно-связанными с геликоидальными состояниями, окружающими топологический изолятор. Ключевую роль играет краевой ток в островке. Хотя среднее значение этого тока равно нулю, его флуктуации, описываемые в приближении нулевой моды, при учете электрон-электронного взаимодействия, действуют подобно магнитному потоку, тем самым допуская процессы рассеяния назад, включающие туннелирование через островок. Выпрямление этих флуктуаций приводит к конечной вероятности рассеяния назад. Этот эффект дополнительно усиливается благодаря процессу сбоя фазы, доминирующий вклад в который также определяется флуктуациями нулевой моды. Примечательно, что для температур, превышающих расстояние между уровнями в островке, скорость рассеяния назад не зависит от температуры, что хорошо согласуется с недавними экспериментами.

Поступила в редакцию: 10.10.2024
Исправленный вариант: 01.09.2025
Принята в печать: 12.09.2025

DOI: 10.31857/S0370274X25100196