希腊数学家丢番图作者：***
来源：《新教育时代·学生版》2016年第06期
摘 要：拓扑绝缘体是当前凝聚态物理和材料科学研究的热门课题，其独特的电子态结构使其在自旋电子器件和量子计算机等领域拥有巨大的应用潜力。拓扑绝缘体是一种新的量子物质态，完全不同于传统意义上的金属和绝缘体，其体电子态是有能隙的绝缘态，表面态则是无能隙的金属态。由于强自旋轨道耦合作用，表面态受到体能带结构的时间反演对称保护，不易受到体系中缺陷和杂质的影响。阐述了反常霍尔效应、量子霍尔效应、三维拓扑绝缘体，同时总结和展望了其发展前景。 灭滴灵
bac5 关键词：反常霍尔效应 表面电子态 拓扑绝缘体
材料根据不同电子态的拓扑性质可以区分为“绝缘体”和“金属”。拓扑绝缘体不同于一般的绝缘体，是物质的一种新的量子物质态，电子态是有能隙的绝缘体态，其表面是无间隙的金属态。拓扑绝缘体的内部是绝缘的，但总有其边界或表面边缘状态的传导。拓扑绝缘体这
国地税合并方案个特殊的电子结构，是通过能带结构的特殊拓扑性质决定的。绝缘态是电子态的一种状态，但在表面具有导电通道且与自旋相关，这意味着该拓扑绝缘体在自旋电子学方面具有潜在的前景。狮子分肉记
中煤第七十一工程处 一、拓扑能带理论
绝缘态是物质最基本的状态，原子绝缘体是最简单的绝缘体，在原子密闭的壳体内电子被困住。这样的材料的电子是惰性的，因为它需要能量来使电子转移，在晶体的相互影响下产生共价键。能带理论利用了晶体的平移对称性，在绝缘态中，有一个能隙将导带和价带完全隔开。可以想象优化哈密顿，使它在没有靠拢能隙的情况下，插入两者之间。这样一个过程定义了一个拓扑平衡之间不同的绝缘状态。
量子霍尔效应是霍尔效应的量子对应，是整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应的统称。如果磁场足够强，温度足够低时，材料内的电子被局域化为朗道的离散能级，形成绝缘的完整状态。此时，材料边界仍可以导电，形成无“背向散射”的导电通道，从而导致量子霍尔效应的出现。
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