A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
Sub- to super-Poissonian crossover of current noise in helical edge states coupled to a spin impurity in a magnetic field (2022)


Probst, B., Virtanen, P., & Recher, P. (2022). Sub- to super-Poissonian crossover of current noise in helical edge states coupled to a spin impurity in a magnetic field. Physical Review B, 106(8), Article 085406. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.085406


JYU-tekijät tai -toimittajat


Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajatProbst, Benedikt; Virtanen, Pauli; Recher, Patrik

Lehti tai sarjaPhysical Review B

ISSN2469-9950

eISSN2469-9969

Julkaisuvuosi2022

Ilmestymispäivä04.08.2022

Volyymi106

Lehden numero8

Artikkelinumero085406

KustantajaAmerican Physical Society (APS)

JulkaisumaaYhdysvallat (USA)

Julkaisun kielienglanti

DOIhttps://doi.org/10.1103/PhysRevB.106.085406

Julkaisun avoin saatavuusEi avoin

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX)https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/82967

Rinnakkaistallenteen verkko-osoite (pre-print)https://arxiv.org/abs/2108.00233


Tiivistelmä

Edge states of two-dimensional topological insulators are helical and single-particle backscattering is prohibited by time-reversal symmetry. In this paper, we show that an isotropic exchange coupling of helical edge states (HES) to a spin 1/2 impurity subjected to a magnetic field results in characteristic backscattering current noise (BCN) as a function of bias voltage and tilt angle between the direction of the magnetic field and the quantization axis of the HES. In particular, we find transitions from sub-Poissonian (antibunching) to super-Poissonian (bunching) behavior as a direct consequence of the helicity of the edge state electrons. We use the method of full counting statistics within a master equation approach treating the exchange coupling between the spin-1/2 impurity and the HES perturbatively. We express the BCN via coincidence correlation functions of scattering processes between the HES, which gives a precise interpretation of the Fano factor in terms of bunching and antibunching behavior of electron jump events. We also investigate the effect of electron-electron interactions in the HES in terms of the Tomonaga-Luttinger liquid theory.


YSO-asiasanatkiinteän olomuodon fysiikkasähkönjohtavuusspin (kvanttimekaniikka)magneettikentät


Liittyvät organisaatiot

JYU-yksiköt:


Hankkeet, joissa julkaisu on tehty


OKM-raportointiKyllä

Raportointivuosi2022

JUFO-taso2


Viimeisin päivitys 2024-14-06 klo 23:07