拓扑绝缘体实用教案_第1页
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1、参考文献2第1页/共10页第一页，共10页。主要(zhyo)内容 简介：能带理论 整数(zhngsh)量子霍尔效应 拓扑绝缘体的边缘态第2页/共10页第二页，共10页。绝缘体不善于(shny)传导电流的物质第3页/共10页第三页，共10页。能带理论(lln) 晶格周期性势场中运动粒子(lz)的薛定谔方程 布洛赫定理具有(jyu)晶格周期性第4页/共10页第四页，共10页。导体(dot)和绝缘体的能带示意图 其中( a) 为导体, ( b) 为普通(ptng)绝缘体, ( c) 为量子霍尔绝缘体, ( d) 为时间反演不变的拓扑绝缘体。 图中黑色实线代表费米面, 虚线代表边缘态, 对于绝缘体来说

2、, 费米面处在禁带之中。当样品有边界时, 禁带之间存在着受到拓扑保护的边缘态( 如( c) 和( d) ) , 这些边缘态连接体系的价带顶和导带底。第5页/共10页第五页，共10页。整数量子(lingz)霍尔效应人们在研究强磁场中的二维电子气时, 发现它的横向霍尔电导在外磁场改变(gibin)时会在e2 / h 的整数倍处出现平台。（von Klitzing 1980）第6页/共10页第六页，共10页。TKNN数1982 年, Thouless等人(TKNN) 在一篇奠基性的文章中利用久保公式计算了二维周期性晶格系统的霍尔电导(din do)。这不仅揭示了整数霍尔电导(din do)的拓扑来源, 而且也开启了拓扑学在凝聚态物理中应用的大门。1983 年, 人们证明TKNN的第一类陈数可以被用来对定义在复数域上的任意维的哈密顿量进行拓扑(tu p)分类。第7页/共10页第七页，共10页。边缘(binyun)态无隙手性边缘(binyun)模式边缘(binyun)模式数量 手性费米子不能反向散射有效场理论第8页/共10页第八页，共10页。拓扑(tu p)绝缘体的边缘态示意图( a) 破坏时间反演的整数霍尔系统; ( b) 时间反演不变的自旋(z xun)霍尔绝缘体, 其中的灰色实线和灰色虚线是一对时间反演共轭对。第9页/

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