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Kozlovsky, Raphael ; Graf, Ansgar ; Kochan, Denis ; Richter, Klaus ; Gorini, Cosimo

Magnetoconductance, Quantum Hall Effect, and Coulomb Blockade in Topological Insulator Nanocones

Kozlovsky, Raphael, Graf, Ansgar, Kochan, Denis, Richter, Klaus und Gorini, Cosimo (2019) Magnetoconductance, Quantum Hall Effect, and Coulomb Blockade in Topological Insulator Nanocones. arXiv.org. (Unveröffentlicht)

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 09 Dez 2019 09:38
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.41121

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arXiv PDF (28.09.2019)
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Zusammenfassung

Magnetotransport through cylindrical topological insulator (TI) nanowires is governed by the interplay between quantum confinement and geometric (Aharonov-Bohm and Berry) phases. Here, we argue that the much broader class of TI nanowires with varying radius -- for which a homogeneous coaxial magnetic field induces a varying Aharonov-Bohm flux that gives rise to a non-trivial mass-like potential ...

Magnetotransport through cylindrical topological insulator (TI) nanowires is governed by the interplay between quantum confinement and geometric (Aharonov-Bohm and Berry) phases. Here, we argue that the much broader class of TI nanowires with varying radius -- for which a homogeneous coaxial magnetic field induces a varying Aharonov-Bohm flux that gives rise to a non-trivial mass-like potential along the wire -- is accessible by studying its simplest member, a TI nanocone. Such nanocones allow to observe intriguing mesoscopic transport phenomena: While the conductance in a perpendicular magnetic field is quantized due to higher-order topological hinge states, it shows resonant transmission through Dirac Landau levels in a coaxial magnetic field. Furthermore, it may act as a quantum magnetic bottle, confining surface Dirac electrons and leading to Coulomb blockade. We show numerically that the above-mentioned effects occur for experimentally accessible values of system size and magnetic field, suggesting that TI nanocone junctions may serve as building blocks for Dirac electron optics setups.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftarXiv.org
Datum28 September 2019
InstitutionenPhysik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Klaus Richter
Physik > Institut für Theoretische Physik > Lehrstuhl Professor Richter > Arbeitsgruppe Jaroslav Fabian
Identifikationsnummer
WertTyp
1909.13124arXiv-ID
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
StatusUnveröffentlicht
BegutachtetNein, diese Version wurde noch nicht begutachtet (bei preprints)
An der Universität Regensburg entstandenJa
URN der UB Regensburgurn:nbn:de:bvb:355-epub-411216
Dokumenten-ID41121

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