拓扑绝缘体是一种内部绝缘,界面允许电荷移动的材料。 在拓扑绝缘体的内部,电子能带结构和常规的绝缘体相似,其费米能级位于导带和价带之间。在拓扑绝缘体的表面存在一些特殊的量子态,这些量子态位于块体能带结构的带隙之中,从而允许导电。这些量子态可以用类似拓扑学中的亏格的整数表征,是拓扑序的一个特例。
Z2 拓扑不变量 二维拓扑绝缘体 三维拓扑绝缘体 References **由于拓扑绝缘体这一内容太过庞大,本期只做相关概念,至于拓扑绝缘体的相关实验、模型、运算方法会单独出一期补档** 科普 拓扑绝缘体是目前凝聚态物理中热门的研究领域之一,近年来对该课题的研究也日益深入。拓扑绝缘体相关的教材众多,内容也十分丰富,如果仅...
拓扑绝缘体的特殊之处在于,无论是边界态还是体内态都具有稳定的拓扑保护性质。这是因为拓扑绝缘体的边界态与体内态之间存在空间隔离,边界态中的电子能级被空间反演对称性所保护,而体内态中的电子能级则受到体态拓扑不变量的保护。 实现 目前,实现拓扑绝缘体的方法主要有两种:材料设计和量子干涉。通过精心设计晶体结构和...
我们上面对拓扑绝缘体发展的理论形式完全基于单粒子物理,并且只限于二维。其实,同样的物理甚至在三维和多粒子情形也成立。虽然可以将单粒子图像推广到三维(MB2007;R2009;HK2010),我们还是选择同样适用于多粒子系统的另一种方法(QHZ2008;QZ2010)。固体中相互作用的电子对外加电磁场产生良定义的响应。我们写下绝缘体的一...
拓扑绝缘体的表面金属态完全是由材料的体电子态的拓扑结构所决定,是由对称性所决定的,与表面的具体结构无关。这句话的意思是拓扑绝缘体的“拓扑”,不是实空间的拓扑结构,而是动量空间的拓扑结构。说起拓扑,大家也许会联想到Möbius带,或者Klein瓶的东西,但实际上拓扑绝缘体与实空间的这些几何结构都没有关系,它的...
拓扑绝缘体(topologicalinsulator，简称TI)是这两年凝聚态理论里面很热的一个方向，最早提出这一概念的应该是UPenn的Kane，然后就是Stanford的张守晟组，主要是在QuantumSpinHall体系中的TI。按照电子态结构的不同，传统意义上的材料被分为“金属”和“绝缘体”两大类。而拓扑绝缘体是一种新的量子物质态，完成不同于...
拓扑绝缘体简介 part1.拓扑绝缘体的通俗解释 哥尼斯堡七桥问题 在数学上，关于哥尼斯堡七桥问题、多面体欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。拓扑绝缘体简介 拓扑绝缘体体内是绝缘的，表面导电的边缘态，这是它有别于普通绝缘体的最独特的性质。这样的导电边缘态在保证一定对称性（比如时间反演对称性）...
拓扑绝缘体(topologicalinsulator,简称TI)是这两年凝聚态理论里面很热的一个方向,最早提出这一概念的应该是UPenn的Kane,然后就是Stanford的张守晟组,主要是在QuantumSpinHall体系中的TI。按照电子态结构的不同,传统意义上的材料被分为“金属”和“绝缘体”两大类。而拓扑绝缘体是一种新的量子物质态,完成不同于传统...
因而,拓扑绝缘体的体内与人们通常认识的绝缘体一样,是绝缘的,但是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态,这是它有别于普通绝缘体的最独特的性质。这样的导电边缘态在保证一定对称性(比如时间反演对称性)的前提下是稳定存在的,而且不同自旋的导电电子的运动方向是相反的,所以信息的传递可以通过电子的自旋,而不像传...