بررسي ترابرد مغناطيسي روي سطح يك عايق توپولوژيك

Magnetic transport on topological insulator surface

در اين مقاله، ترابرد ذرات مانند فرميون هاي ديراك روي سطح يك عايق توپولوژيك در عبور از ميدان الكتريكي خارجي و ميدان مغناطيسي ناشي از حضور يك لايه فرومغناطيس بررسي شده است. در ابتدا مروري بر ويژگي هاي عايق توپولوژيك داشته و سپس با استفاده از معادلات ديراك هاميلتوني الكترون‌هاي عبوري از روي سطح را مي‌نويسيم. با استفاده از تبديلات لورنتس هاميلتوني مورد نظر را حل كرده و ويژه انرژي ها يا ويژه مقادير هاميلتوني سيستم مورد نظر را به دست مي‌آوريم. با محاسبه‌ي ضريب عبوردهي الكتريكي و با استفاده از رابطه رسانندگي لانداور، رسانندگي روي سطح عايق مورد نظر به دست آمده است. براي بررسي ترابرد از رسم نمودار ضريب فانو استفاده شده است. (مقدار اين ضريب نوع ترابرد را در سيستم مشخص مي كند). با تغيير عواملي چون ميدان الكتريكي و همچنين مقايسه نمودارهاي رسانندگي و ضريب فانو ترابرد سيستم مورد بحث قرار گرفته است.

In this paper, we have investigated the transport properties of the Dirac fermions on a topological insulator surface in the presence of external electric and magnetic fields. For this reason, firstly we obtain the eigen energies (or eigenvalues) by using the Dirac Hamiltonian of the system for transmitted electrons via the surface and the Lorentz transformations. The conductance of the system is calculated by Landauer equation. Also, the effects of electric and magnetic fields are investigated on the conductance and Fano factor effect. The application of the present results may be useful in designing devices based on molecular electronics in nanoscale.