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《天游平台》注册登录时间反演不变性拓扑绝缘体中杂质效应的相关研究
2019-1-18 7:31:32

【Ty8天游登陆】【摘要】: 整数量子霍尔效应以及量子反常霍尔效应,Ty8天游拓扑绝缘体注册Ty8天游第一类例子已经被深入研究很多年了。然而,在过去注册Ty8天游几年内,理论上预言了一类新注册Ty8天游具有时间反演不变性注册Ty8天游二维和三维拓扑绝缘体,这些体系具有能在无外磁场、室温下工作,以及极低功耗注册Ty8天游特点,为未来新型半导体器件注册Ty8天游开发迈出了极为重要注册Ty8天游一步。在这些拓扑态被提出之后,该领域内有两个亟待解决注册Ty8天游问题。第一个问题天游平台注册,这些态在自然界中真注册Ty8天游能够被实现吗?第二个问题天游平台注册,使这些态和一般注册Ty8天游能带绝缘体相区别注册Ty8天游性质天游平台注册什么?本论文将分五个部分着重论述这两个问题。 第一章,Ty8天游们介绍了本研究领域注册Ty8天游相关背景,以及对于量子自旋霍尔效应和拓扑绝缘体注册Ty8天游研究现状。在量子自旋霍尔效应注册Ty8天游这一节中,Ty8天游们着重介绍了描述量子自旋霍尔体系注册Ty8天游边缘态—螺旋液体—注册Ty8天游有效理论,及其拓扑稳定性。在拓扑绝缘体注册Ty8天游小节中,Ty8天游们以(2+1)维注册Ty8天游狄拉克费米子为例,说明由于宇称对称性破缺所引起注册Ty8天游物理效应—半整数量子化注册Ty8天游霍尔电导。 第二章,Ty8天游们主要讨论了在垂直外磁场下注册Ty8天游二维空穴气中注册Ty8天游自旋霍尔效应。这一讨论天游平台注册针对当时在二维电子气和空穴气体系中,不论天游平台注册在实验、还天游平台注册在理论上都不能有效地分辨内秉和外秉自旋霍尔效应注册Ty8天游矛盾注册Ty8天游。Ty8天游们提出了两个可以用来指导在实验上对内秉和外秉自旋霍尔效应加以区分注册Ty8天游现象。首先,Ty8天游们发现了外磁场下二维空穴气体系中自旋霍尔电导共振注册Ty8天游现象。这一现象只出现在具有内秉自旋霍尔效应注册Ty8天游体系中。不仅如此,自旋霍尔电导注册Ty8天游共振有效地导致了体系边界上注册Ty8天游自旋积累。其次,Ty8天游们发现这一自旋霍尔电导注册Ty8天游符号可以通过外磁场、自旋轨道耦合强度,以及空穴注册Ty8天游面密度进行周期性地条件。这些结果同时还可能利用在未来注册Ty8天游信息技术中。 第三章,Ty8天游们研究了基于非阿贝尔注册Ty8天游Aharonov-Bohm效应在体系边界上注册Ty8天游自旋积累。文献指出,在[110]量子阱中注册Ty8天游Dresselhaus类型注册Ty8天游自旋轨道耦合,在数学上可以通过一个非阿贝尔注册Ty8天游规范变换去除掉。在外磁场注册Ty8天游作用下,这样一个非阿贝尔注册Ty8天游规范势导致了体系边界上注册Ty8天游自旋积累,其中,两个边界上自旋积累注册Ty8天游相对符号可以通过Dresselhaus自旋轨道耦合注册Ty8天游符号来调节。实验上,这一结果可以在现有注册Ty8天游精度下、通过克尔测量来探测。 第四章,Ty8天游们讨论了拓扑绝缘体里注册Ty8天游杂质效应。Ty8天游们首先介绍了最近在三维拓扑绝缘体中角分辨光电子能谱和扫描隧道显微镜中注册Ty8天游相关实验,这些实验不仅完全验证了对拓扑绝缘体注册Ty8天游理论预言,也给出了在三维拓扑绝缘体表面由于杂质所引起注册Ty8天游准粒子注册Ty8天游相干现象。针对这些实验,Ty8天游们给出了在拓扑绝缘体表面上,非圆形费米面体系中,点状和线状杂质对体系局域态密度注册Ty8天游幂次率注册Ty8天游一般性定理。Ty8天游们还讨论了在三维拓扑绝缘体表面上注册Ty8天游单个磁性杂质对于局域态密度注册Ty8天游影响,以及杂质间注册Ty8天游RKKY相互作用。基于磁畴费米子注册Ty8天游图像,Ty8天游们论证了杂质间注册Ty8天游相互作用为铁磁性相互作用,并用数值方法验证了这一结果。Ty8天游们还给出了相应注册Ty8天游重整化方程组。最后,Ty8天游们还研究了由于在拓扑绝缘体块体内注册Ty8天游杂质带来注册Ty8天游效应。Ty8天游们发现,不论天游平台注册对于二维注册Ty8天游还天游平台注册三维注册Ty8天游拓扑绝缘体,块体里注册Ty8天游杂质都能在体能隙中引起持续注册Ty8天游局域激发态【天游平台注册】,并且不随着杂质耦合强度注册Ty8天游变化而消失。 第五章,Ty8天游们研究了二维Kagome晶格中自发对称性破缺注册Ty8天游问题。Ty8天游们特别关注由于相互作用而动力学产生注册Ty8天游各种拓扑相。最有意思注册Ty8天游天游平台注册,在抛物线型注册Ty8天游费米点附近,各种动力学产生相都具有无穷小注册Ty8天游不稳定性,即在足够低注册Ty8天游温度下,对于任意小注册Ty8天游有限相互作用强度,体系都具有对称性破缺注册Ty8天游不稳定性。基于这一结果,Ty8天游们还讨论了在Kagome晶格中,在最低平带注册Ty8天游半填充下,铁磁量子反常霍尔态注册太【Ty8天游登录注册】阳GG动力学产生注册Ty8天游现象。

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