精品文档拓扑绝缘体PPT演示课件学习教案

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1、会计学1精品精品(jn pn)文档拓扑绝缘体文档拓扑绝缘体PPT演示课件演示课件第一页,共13页。第1页/共12页第二页,共13页。第2页/共12页第三页,共13页。拓扑绝缘体拓扑绝缘体是一种内部绝缘,界面(jimin)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。拓扑保护的边缘状态(一维)在碲化汞/碲化镉量子阱中被预言,随后由实验观测证实。很快拓扑绝缘体又被预言存在于含铋的二元化

2、合物三维固体中。类似的边缘效应同样出现于量子霍尔效应之中,但仅在强垂直磁场,低温的二维系统中出现。拓扑绝缘体是一种具有新奇量子特性的物质状态,是物理学的重要科 学前沿之一。传统上固体材料可以按照其导电性质分为绝缘体、导体和半金属,其中绝缘体材料在其费米能处存在着有限大小的能隙,因而没有自由载流子;金属材料在费米能级处存在着有限的电子态密度,进而拥有自由载流子;半金属材料在费米能处没有能隙,但是费米能级处的电子态密度仍然为零。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体,从理论上分析,这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型,在费米能处存在着能隙,然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子

3、态,因而导致其表面总是金属性的。拓扑绝缘体这一特殊的电子结构,是由其能带结构的特殊拓扑性质所决定的。第3页/共12页第四页,共13页。具有(jyu)晶格周期性第4页/共12页第五页,共13页。第5页/共12页第六页,共13页。第6页/共12页第七页,共13页。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(jnxng)拓扑分类。第7页/共12页第八页,共13页。第8页/共12页第九页,共13页。第9页/共12页第十页,共13页。第10页/共12页第十一页,共13页。第11页/共12页第十二页,共13页。.感谢您的观看感谢您的观看(gunkn)!第12页/共12页第十三页,共13页。

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