Квантовый аномальный эффект Холла в гетероструктурах магнитно-модулированный топологический изолятор/нормальный изолятор

В работе теоретически изучается вопрос, как магнитная модуляция может быть использована для управления транспортными свойствами гетероструктур, сформированных тонкой пленкой трехмерного топологического изолятора, помещенной между обкладками нормального изолятора. С использованием $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ схемы в рамках континуального подхода показано, что электронные состояния системы поляризованы по спину, когда ультратонкие магнитные вставки инкорпорированы в пленку. Продемонстрировано, что: 1) амплитуда спиновой поляризации сильно зависит от позиции магнитной вставки в пленке; 2) существует оптимальная для реализации квантового аномального эффекта Холла позиция вставки, которая является функцией параметров материала, толщины пленки и интерфейсного потенциала на границе между топологическим и нормальным изоляторами. Для гетероструктуры с парой симметрично расположенных магнитных вставок рассчитана фазовая диаграмма, которая показывает ряд переходов между различными квантовыми режимами поперечной проводимости. В контексте представленных результатов предлагается последовательная интерпретация недавно установленных экспериментальных фактов.