导读:本文包含了拓扑绝缘体论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:高阶拓扑绝缘体,高阶拓扑超导体,体-边对应
拓扑绝缘体论文文献综述
严忠波[1]（2019）在《高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体简介》一文中研究指出近期,高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体的概念激发了广泛关注和研究兴趣.由于新的体-边对应关系,在同一维度高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体的边界态的维度要低于一阶(或称传统)拓扑绝缘体和拓扑超导体的边界态.本文阐述了高阶拓扑物态和一阶拓扑物态的联系.具体展示了在同一维度上如何利用对称性的破缺从一阶拓扑物态转变为高阶拓扑物态,以及如何利用低维的一阶拓扑物态构造高维的高阶拓扑物态;回顾了高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体的研究进展.通过对近期的研究进展的回顾,可以看出这一新兴领域虽然研究进展迅速,但对电子型的高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体的性质的理论研究和实验研究均处在非常初级的阶段,要对这一新兴领域有更深更全面的理解认识还有待更多的研究投入.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
张志模,张文号,付英双[2]（2019）在《二维拓扑绝缘体的扫描隧道显微镜研究》一文中研究指出拓扑物态是近年来在凝聚态科学领域快速兴起的一个分支,其中二维拓扑绝缘体由于在基础研究和应用前景方面存在巨大潜力而受到广泛关注.二维拓扑绝缘体具有绝缘性体态和导电性边界态,其边界态受时间反演对称性保护,不会被边界弱无序杂质所背散射,从而形成无耗散的边界导电通道.由于边界态只能沿着两个方向传播,意味着比叁维拓扑绝缘体有更少的散射通道和更强的稳定性,对发展低能耗的集成电路意义重大.在研究二维材料的诸多实验手段当中,扫描隧道显微镜具有高空间与高能量分辨率测量,能够局域地探测材料表面实空间的电子态结构,直接探测到二维材料的边界态,尤其适合表征其拓扑特性.本文追溯了二维拓扑绝缘体的研究背景,对当前广泛关注的几类研究体系,从谱学方面详细展现一维边界态的非平庸拓扑特性.结合理论计算证明:一维拓扑边界态局域于材料的体能隙之内,在晶体的边界处稳定存在,并表现出一定的空间延展性.最后介绍了通过结构和外场等手段对二维拓扑材料的物性进行调控,展望了在未来自旋功能电子器件方面潜在的应用.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
刘畅,刘祥瑞[3]（2019）在《强叁维拓扑绝缘体与磁性拓扑绝缘体的角分辨光电子能谱学研究进展》一文中研究指出拓扑材料的发现标志着凝聚态物理学和材料科学的又一次革命.从电学属性来说,人们不再仅仅以导电性的强弱(能隙的有无)把材料划分为导体、半导体和绝缘体,而是进一步通过系统的整体拓扑不变量把材料划分为拓扑平庸的和拓扑不平庸的.拓扑绝缘体是最早发现的拓扑非平庸系统,以负能隙的体材料和无能隙的拓扑边缘态为标志.强叁维拓扑绝缘体拥有连接导带和价带的狄拉克锥拓扑表面态,而引入铁磁性会使拓扑表面态打开一个特殊的磁性能隙.这些新颖的材料在自旋电子学、非线性光学等广泛的领域有潜在的应用价值,更是将来的拓扑量子计算中不可或缺的核心材料.作为应用最广泛的一种直接观察k空间的实验手段和表面物理的重要分析工具,角分辨光电子能谱(ARPES)在拓扑材料的研究中一直处于举足轻重的地位.从拓扑绝缘体的最初发现到现在,利用ARPES研究强叁维拓扑绝缘体和磁性拓扑绝缘体的文章已数以千计,不胜枚举.本文试从材料分类的角度对这两类材料的部分ARPES研究作一综述,侧重于描述利用ARPES研究此类材料的一般方法和过程,力求使读者对这一领域的研究现状有一个基本的概念.本文假定读者具有ARPES的基础知识,因此对ARPES的基本原理和系统构成不作讨论.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
向天,程亮,齐静波[4]（2019）在《拓扑绝缘体中的超快电荷自旋动力学》一文中研究指出拓扑绝缘体是根据动量空间的拓扑不变量来定义的一类区别于普通绝缘体的新兴拓扑非平庸材料,其体态和表面态分别表现为绝缘和金属性质,并且其表面态具有独特的自旋结构(自旋-动量锁定),因此该类材料在光电器件和自旋电子器件领域有很多潜在的应用.由于开展这些应用研究首先需要对这类材料中的电荷与自旋动力学有全面的了解,所以拓扑绝缘体中的非平衡物理性质的研究引起了人们极大兴趣.本文对这一研究领域所作的研究工作做了一个较全面的描述,特别是跟时间分辨超快光谱相关的实验工作.并希望文中的讨论能激发研究者尤其是理论工作者对这一领域进一步的探讨,同时期待目标研究对象也能扩展到其他拓扑材料体系.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
贾鼎,葛勇,袁寿其,孙宏祥[5]（2019）在《基于蜂窝晶格声子晶体的双频带声拓扑绝缘体》一文中研究指出基于齿轮形散射体的蜂窝晶格声子晶体,研究设计赝自旋相关的双频带声拓扑绝缘体.选取不同的散射体结构参数,可以获得蜂窝晶格声子晶体的四重偶然简并狄拉克点与声拓扑相变.利用两种不同拓扑相的蜂窝晶格声子晶体设计实现声拓扑波导结构,并实验验证了赝自旋相关的边缘模式鲁棒性.此外,保持蜂窝晶格声子晶体的结构不变,同时可以在高频区域获得四重偶然简并狄拉克点与声拓扑相变.所设计的双频带声拓扑绝缘体在多频带声通讯与声信息处理方面具有潜在的应用前景.(本文来源于《物理学报》期刊2019年22期）
周勇,仇怀利,王朝东,徐伟,陈实[6]（2019）在《拓扑绝缘体Bi_2Se_3光电性能研究》一文中研究指出文章基于分子束外延法(molecular beam epitaxy,MBE)制备高质量的硒化铋(Bi_2Se_3)薄膜,运用反射式高能电子衍射仪(reflection high-energy electron diffraction,RHEED)表征样品的生长质量。在Bi_2Se_3和Ge上将蒸镀铟(In)电极和银(Ag)电极分开,并将其制成肖特基结光电探测器,据此测量了样品在不同波长激光和不同温度下的光响应特性及低温对样品的影响,并通过计算样品的响应度、开关比、探测率等参数分析了拓扑绝缘体在光电探测方面的应用前景。(本文来源于《合肥工业大学学报(自然科学版)》期刊2019年10期）
陈芳芳[7]（2019）在《拓扑绝缘体界面的透射极化旋转》一文中研究指出为了进一步认识拓扑绝缘体的光学特性,根据琼斯矢量法,取不同介电常数和拓扑磁电极化率,分别对拓扑绝缘体透射的极化旋转和相位差进行了计算。研究结果表明,拓扑绝缘体表面的透射特性与普通绝缘体不同,其透射光的极化旋转受材料参数和拓扑磁电极化率影响。发生全反射时,透射光的相位差值变为随入射角改变,且与透射旋转情况不同,透射相位差不受拓扑磁电极化率的影响。拓扑绝缘体的独特磁电响应使其未来有望应用于量子计算以及光学领域。(本文来源于《通信技术》期刊2019年09期）
物理系[8]（2019）在《清华物理系研究团队发现内禀磁性拓扑绝缘体》一文中研究指出本报讯近日,清华大学物理系何珂、薛其坤等人的实验研究团队和徐勇、段文晖等人的理论研究团队合作,首次发现了一种内禀磁性拓扑绝缘体MnBi2Te4,为提升量子反常霍尔效应的温度开辟了一条新的道路,并为多种新奇拓扑量子物态和效应的研究提供了一个理想平台。此项研(本文来源于《新清华》期刊2019-06-28）
刘竹溪[9]（2019）在《拓扑绝缘体和拓扑超导体中的对称性研究》一文中研究指出近年来凝聚态物质系统地拓扑性质已经引起了广泛的兴趣。拓扑绝缘体作为新的物质态具有以下特点:材料的体内存在能隙并且材料的表面存在无能隙拓扑边缘态。拓扑超导体拥有完全的配对能隙,表明存在零能Majorana表面模。能隙态具有拓扑不变量,此拓扑不变量由波函数构成。一般说来,一个拓扑非平庸相不能绝热地变成拓扑平庸相,拓扑非平庸相在微扰下不受影响除非体内能隙闭合。在拓扑超导体中,作为自身的反粒子的Majorana费米子会出现在材料的缺陷上。Majorana费米子显示出非阿贝尔统计,对量子计算有潜在的应用。在拓扑超导体中出现Majorana费米子的信号,例如零偏压电导和分数约瑟芬孙效应(fractional Josephson effects),可以在实验上被探测到。对于受全局对称性保护的拓扑相,一个对于任意维的完整的分类都可以得出。全局对称性包含时间反演对称性,粒子空穴对称性和手征对称性。除了全局对称性外,晶体对称性可以引起新的拓扑相。在晶体对称性中,镜面对称性和旋转对称性可以用来定义拓扑不变量。大量的工作集中到了对受晶体对称性保护的拓扑相进行分类上。一个着名的例子是拓扑绝缘体SnTe,在它的表面上存在偶数狄拉克锥的拓扑相,这类拓扑相以非零的镜面陈数为特征。因此晶体对称性对形成一类新的拓扑相起到关键作用。此篇论文所研究的正是拓扑绝缘体和拓扑超导体中的对称性及其相关的问题,它由以下几个方面组成:第一章我们介绍拓扑绝缘体和拓扑超导体的一些基础知识。拓扑绝缘体方面主要介绍量子反常霍尔效应(Haldane模型)和量子自旋霍尔效应(Kane-Mele模型)。Kane-Mele模型可以看做由两个互为时间反演的Haldane模型组成。拓扑超导体方面主要介绍在磁场下的有很强的自旋轨道耦合的并且靠近s波超导体的一维半导体和叁维非中心对称的超导体。在叁维非中心对称的超导体中,除了存在Majorana边缘态外,还存在涡旋Majorana态。第二章主要给出属于CⅡ类的一维拓扑绝缘体。本章第一节简短地介绍一维梯形拓扑绝缘体,特别是双梯形系统。在第二节我们提出一个属于CⅡ类的双链梯形模型并且研究其拓扑边缘态。在此模型中,自旋轨道耦合既存在于链内,也存在于链间。此拓扑相以偶数的拓扑不变量为特征。我们发现存在受时间反演对称性和手征对称性保护的四重简并态。在梯形的一端存在两个边缘态,它们在实空间中是不能被区分的。但在动量空间中这两个边缘态可以被分辨,其动量密度在实验上可以通过冷原子的time-of-flight探测到。动量空间的两个峰成了这两个边缘态的的信号。这些边缘态不遵守非阿贝尔统计,因为找不到一个么正操作同时交换左右的边缘态。这一点和通常的分数电荷费米子遵守非阿贝尔统计不同。运用普遍的门操作,量子信息在自旋qubit和Majorana费米子qubit之间传输。但是,我们的模型并不支持由孤立子qubit和量子点自旋qubit耦合形成的复合qubit的量子计算。在第叁节我们采用了有效场论和数值计算研究了边缘态的分数电荷。单个边缘态携带半个电荷。在第四节我们提出了一个在光晶格中实现以上梯形模型的实验方案。当存在一个沿y轴方向的巨大势能阻碍,y轴方向上的自旋不变的跃迁将受到压制。自旋翻转的跃迁可以通过Raman激光场达到。第四节介绍了在x方向上施加磁场的情况。在此情况下,存在两个不同的拓扑相,在能隙中分别对应于四个简并的边缘态和两个简并的边缘态,属于AⅢ类。我们一样发现在这两个拓扑相中单个边缘态携带半个电荷。我们的工作补充了一维拓扑绝缘体研究的空白,揭示了与以前不同的拓扑边缘态,并且给出了 CⅡ类和AⅢ类的拓扑绝缘体的联系。第叁章主要研究在二维超导体中晶态拓扑相及其边缘态。本章第一节介绍受晶体对称性保护的拓扑晶态绝缘体和拓扑晶态超导体。除了 Altland-Zirnbauer类的对称性外,还存在晶体对称性,包括镜面对称性,反演对称性和旋转对称性这一类点群对称性。晶体对称性对形成新的一类拓扑相起到关键作用。一个典型的拓扑晶态绝缘体的例子就是SnTe。在SnTe中镜面对称性的引入使得拓扑相可以用镜面Chern数来描述。第二节我们提出对二维时间反演不变超导体的拓扑分类。拓扑边缘态可以分为Majorana费米子和没有粒子空穴对称性的准粒子两类。第叁节研究了在二维时间反演不变超导体中实现晶态拓扑相的可能性。四个不同的拓扑相及其相应的边缘态受镜面对称性和镜面反演对称性的保护。镜面反演对称性定义为镜面对称性和反演对称性的结合。属于AⅢ类的拓扑边缘模在镜面反演的子空间中以平的能谱分布形式出现,这是因为每个子空间中粒子空穴对称性破缺了。相反,Majorana边缘模在镜面子空间中出现。每个平面镜面反射子空间的Majorana边缘模可以由镜面对称不变线和镜面反演不变线的拓扑判定来分辨。为了单独理解镜面反演对称性在拓扑超导体中起到的作用,我们提出了另一个只含有镜面反演对称性的模型。在此模型中,镜面反演不变线中存在属于AⅢ类的AⅢ类的拓扑边缘模,Majorana边缘模不允许出现。因此,镜面对称性和镜面反演对称性的区别在于粒子空穴对称性是否存在于子空间。我们运用递归格林函数的方法计算了半无穷系统的动量局域态密度。第四节检查拓扑边缘态在随机微扰下的稳定性,因为动量局域态密度并不能充分说明系统的拓扑非平庸。事实上拓扑边缘态在随机微扰下是稳定的。第五节计算了在镜面子空间中的NS异质结的微分电导,我们运用了非平衡格林函数的方法。在零偏压下,整数倍的2e2/h的电导可以用来证实Majorana边缘模的存在。我们的工作对寻找新的拓扑晶态超导体的材料提供了方向。第四章将对称性的作用做了一个总结和展望,特别是晶体对称性对拓扑绝缘体和拓扑超导体的形成的关键性作用。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-06-26）
刘悦,赵可,羊新胜,赵勇[10]（2019）在《硼掺杂拓扑绝缘体Bi_2Se_3单晶的电输运性质研究》一文中研究指出本文首次报道了用自助溶剂法(self-flux)制备优良的硼(B)掺杂硒化铋(Bi_2B_xSe_(3-x))样品的探索.实验结果显示掺杂样品中大部分B是以替代Se位方式存在,少量B以插入Bi_2Se_3晶格或范德瓦尔斯间隙的形式存在.当B的含量逐渐增加时,Bi_2Se_3的晶格常数c先减小后增加,且样品具有清晰的层状结构.掺杂量x=0.05的样品局部区域出现纳米带结构,同时该样品在低温下出现了明显的金属-绝缘转变现象.Bi_2Se_3样品电阻率随掺杂含量的增加而增加,表明B掺杂提高了样品表面态对整体电导的贡献,同时纳米带结构也有助于增加表面态的贡献.(本文来源于《低温物理学报》期刊2019年03期）
拓扑绝缘体论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
拓扑物态是近年来在凝聚态科学领域快速兴起的一个分支,其中二维拓扑绝缘体由于在基础研究和应用前景方面存在巨大潜力而受到广泛关注.二维拓扑绝缘体具有绝缘性体态和导电性边界态,其边界态受时间反演对称性保护,不会被边界弱无序杂质所背散射,从而形成无耗散的边界导电通道.由于边界态只能沿着两个方向传播,意味着比叁维拓扑绝缘体有更少的散射通道和更强的稳定性,对发展低能耗的集成电路意义重大.在研究二维材料的诸多实验手段当中,扫描隧道显微镜具有高空间与高能量分辨率测量,能够局域地探测材料表面实空间的电子态结构,直接探测到二维材料的边界态,尤其适合表征其拓扑特性.本文追溯了二维拓扑绝缘体的研究背景,对当前广泛关注的几类研究体系,从谱学方面详细展现一维边界态的非平庸拓扑特性.结合理论计算证明:一维拓扑边界态局域于材料的体能隙之内,在晶体的边界处稳定存在,并表现出一定的空间延展性.最后介绍了通过结构和外场等手段对二维拓扑材料的物性进行调控,展望了在未来自旋功能电子器件方面潜在的应用.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
拓扑绝缘体论文参考文献
[1].严忠波.高阶拓扑绝缘体和高阶拓扑超导体简介[J].物理学报.2019
[2].张志模,张文号,付英双.二维拓扑绝缘体的扫描隧道显微镜研究[J].物理学报.2019
[3].刘畅,刘祥瑞.强叁维拓扑绝缘体与磁性拓扑绝缘体的角分辨光电子能谱学研究进展[J].物理学报.2019
[4].向天,程亮,齐静波.拓扑绝缘体中的超快电荷自旋动力学[J].物理学报.2019
[5].贾鼎,葛勇,袁寿其,孙宏祥.基于蜂窝晶格声子晶体的双频带声拓扑绝缘体[J].物理学报.2019
[6].周勇,仇怀利,王朝东,徐伟,陈实.拓扑绝缘体Bi_2Se_3光电性能研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版).2019
[7].陈芳芳.拓扑绝缘体界面的透射极化旋转[J].通信技术.2019
[8].物理系.清华物理系研究团队发现内禀磁性拓扑绝缘体[N].新清华.2019
[9].刘竹溪.拓扑绝缘体和拓扑超导体中的对称性研究[D].中国科学技术大学.2019
[10].刘悦,赵可,羊新胜,赵勇.硼掺杂拓扑绝缘体Bi_2Se_3单晶的电输运性质研究[J].低温物理学报.2019