Эффекты электрон-электронного взаимодействия на поверхности трехмерных топологических изоляторов

В рамках $GW$-приближения показано, что за счет электрон-электронного взаимодействия в спектральной функции двумерной электронной системы, сформированной электронами на поверхности топологического изолятора, появляются плазменные сателлиты. Они возникают в результате резонансного плазмон-дырочного рассеяния. Учет вклада сателлитов при вычислении одноэлектронной плотности состояний приводит к смещению минимума плотности, сопоставляемого в эксперименте с точкой Дирака, вниз по энергии. Представлен метод рассмотрения влияния вершинных поправок на полученный спектр, позволяющий выходить за пределы $GW$-приближения путем суммирования лестничных диаграмм в разложении как поляризационной функции, так и собственной энергии. С помощью этого метода установлено, что учет многократного электрон-дырочного рассеяния не приводит к значимым изменениям в найденном спектре.