量子大厅(QH)效应,量子自旋大厅(QSH)效应和量子谷霍尔(QVH)效应是石墨烯中三个特殊的拓扑绝缘阶段。它们的特征是三种不同类型的边缘状态。这三个效应分别由外部磁场,固有的自旋轨道耦合(SOC)和应变诱导的假磁场引起。在这里,我们从理论上研究了这些效果并存并分析边缘状态如何在三个之间发展时。我们发现真实的磁场,伪磁场将在SOC能量差距上方竞争,而QSH效应几乎不受SOC能量差距的影响。边缘状态从QH效应或QVH效应到QSH效应的过渡直接依赖于Zeroth Landau级别的排列。使用边缘状态过渡,我们提出了类似于自旋场效应晶体管(Spin-Fet)的设备,并设计了Spintronics多向开关。
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