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田山东

捐助贵宾 (著名写手)

[交流] 石墨能带图,双极是什么意思?拓扑绝缘体 已有4人参与

石墨存在自旋轨道耦合时候会在界面上出现自旋流,Kane(PRL,95   146802(2005)),这个自旋流具有手征性,就是说两个界面上的自旋流自旋不同,朝相反方向运动,他在解释的时候是在两个极上有态,原来是能隙,现在有两个态了,就是不明白下面这个问题:
所谓的两极就是K,K'两个点Dirac点吗?这两个点上有态为什么就能在边界上存在自旋流呢?实空间的边界跟动量空间的K,K'有何关系呢?
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wmy8802217

木虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
按照kane和mele的设想,K和K'的狄拉克点因为自旋轨道耦合会打开能隙,此时体态就变成了绝缘体。。。如果有边缘的话,会有穿过费米能级的四条边缘态(下图从左下到右上的是一个边自旋上和另一个边自旋下简并。。。另一条相反。。因此有手性),分别代表两个边缘上的上下自旋、、、你可以分析四个边缘态的波函数。。。主要是由某一个边缘的电子态组成的
石墨能带图,双极是什么意思?拓扑绝缘体
石墨能带图,双极是什么意思?拓扑绝缘体-1
但是后来姚裕贵教授通过第一性原理计算,发现自旋轨道耦合打开的能隙太小,只能在很低温才能实现量子自旋霍尔效应,难度很大。。。。
凝聚态理论与计算物理
7楼2014-06-10 20:00:24
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田山东

捐助贵宾 (著名写手)

可以这样理解不?绝缘体就是说有带隙,如果费米面在带隙的时候不能导电了,体系就没电流通过,但是如果在带隙上还有那么一个态存在,那么费米面处在带隙的时候仍然有电子通过这个系统。两个不同的极是对应两个不同的态(自旋),比如说K对应自旋向上态那么K'就对应自旋向下态,如果费米面在带隙中,最终结果是界面上出现自旋流。模糊啊,谁有这方面的参考文献让我开开窍吧
everythinghasitsseason.enjoyyourlife.
2楼2011-08-02 21:31:46
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田山东

捐助贵宾 (著名写手)

布里渊区是倒空间波矢的坐标,类似于实空间x,y,z的坐标,由于波函数在倒空间是重复的,那么就找到一个最小的重复单元,就是第一布里渊区吧?然后根据电子在实空间的分布,比如石墨烯π键,一个A原子周围三个B原子,根据紧束缚方法写出它的波函数,由本征方程得到本征值,得到的是E-k关系,即第一布里渊区的能带图,会发现K点它的线性关系。
上面可能说的比较乱。
问:如果以B为中心,三个A,来求色散关系,得到的是K'点的色散关系吧?
每天都在想,想一点写一点吧
everythinghasitsseason.enjoyyourlife.
3楼2011-08-02 22:21:27
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shiweijqk

铜虫 (小有名气)


小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖
导带区域的电子可以运动,导带间就是空带,如果你的能量足以似的电子越过空带此时的物体就是导体,导体、绝缘体,半导体的本质区别是在于空带的能量间隔
我可以失败,但我不可以不勤奋
4楼2011-08-03 16:29:21
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