量子反常霍尔绝缘体中的边缘磁声子色散和时域解析等离子体传输
摘要：量子反常霍尔（QAH）绝缘体通过结合磁极化和自旋轨道耦合，在没有外部磁场的情况下产生信号的单向传输，打破了互易性。这种行为使得QAH材料成为创新环形器技术的良好平台。然而，关于手性边缘等离子体的波长如何与其频率相关，以及如何在QAH绝缘体的时间域内激发等离子体波包仍然不明确。在这里，我们通过频率和时间域测量研究了Cr-(Bi,Sb)$_2$Te$_3$中的边缘磁性等离子体（EMP）共振。通过不同尺寸的圆碟样品，我们获得了EMP的色散关系，并提取了手性边缘态的漂移速度。通过时间分辨输运测量，我们确定了等离子体波包的速度，并观察到在较高温度下从边缘到体积输运的转变。我们表明，频率和时间域测量可以很好地模拟在体积区域中由微波诱导的耗散通道引起的损耗。我们的结果证明，在施加低微波功率并制备直径大于100μm的器件的情况下，EMP的衰变速率可以显著降低。在R = 125μm的样品中，1.3 GHz下实现了20 dB的非互易性，为利用QAH绝缘体开发片上非互易器件提供了光明。
作者：Luis A. Martinez, Gang Qiu, Peng Deng, Peng Zhang, Keith G. Ray, Lixuan Tai, Ming-Tso Wei, Haoran He, Kang L. Wang, Jonathan L DuBois, and Dong-Xia Qu
论文ID：2308.15665
分类：Materials Science
分类简称：cond-mat.mtrl-sci
提交时间：2023-08-31