Theoretical and experimental study of topological invariants in topological crystalline insulators

Abstract

The topological crystalline Insulators (TCI) are topological materials with metallic surface states protected by a symmetry given by the crystalline structure, and not by the Time reversal one as in the usual topological insulators. These insulators, whose band structures are classified by new topological invariants, are the counterpart of the topological insulators but without the spin-orbit coupling being the principal aspect. In this work, a theoretical study on the present topological invariants is shown by means of experimental measurements in monocrystals of (Pb1-xSnx)Te which are grown for this project. Particularly, it is desired to understand the evolution with magnetic field of the Landau energy levels of this kind of topological insulators.

Los aislantes topológicos cristalinos (TCI) son materiales topológicos con estados metálicos de superficie, los cuales están protegidos por una simetría asociada a la estructura cristalina, y no por simetría de inversión temporal, como sucede en los aislantes topológicos convencionales. Estos aislantes, cuyas estructuras de bandas se clasifican con nuevos invariantes topológicos, resultan ser la contraparte de los aislantes topológicos tradicionales, pero sin que el acople spin-órbita sea el factor principal. En este trabajo se presenta un estudio teórico de las invariancias topológicas presentes en los TCI, así como las propiedades derivadas de estas invariantes por medio de mediciones experimentales de transporte en monocristales de (Pb1-xSnx)Te , sintetizados en el desarrollo de este trabajo. Particularmente, se pretende entender la evolución de la energía de los niveles de Landau en función del campo magnético, para esta clase especial de aislantes topológicos.