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。
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...
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...
拓扑绝缘体是一种特殊的物态,其独特性质源自其能带结构中的拓扑非平庸性质。这些性质使得拓扑绝缘体在基础物理学研究和应用科学技术领域都具有重要的价值。 拓扑绝缘体的体态具有绝缘性,即在其内部不存在可供电流通过的通道。然而,其表面或边界却具有导电性,这是由于拓扑绝缘体的能带结构中存在特殊的边缘态或表面态。
正是这点促成拓扑绝缘体领域的诞生(KM2005a;KM2005b;TFK2008;HK2010;BHZ2006;R2009;MB2007;X2009;Z2009;QHZ2008;QZ2010;K2007;BZ2006)。要点在于4=2+2(QZ2010)。也就是说,时间反演对称下,各边必定有两传播态。各边的时间反演对称确保了,前向和后向传播的态具有相反自旋。当然,如果电子被散射到另一边,...
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)...
一、拓扑绝缘体简介 按照导电性质的不同,材料可分为“金属”和“绝缘体”两大类;而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,“绝缘体”和“金属”还可以进行更细致的划分。拓扑绝缘体就是根据这样的新标准而划分的区别于其他普通绝缘体的一类绝缘体。 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...
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,是拓扑有序的一个特例。拓扑...