| 查看: 6225 | 回复: 15 | ||||
[交流]
请教一个关于量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应的物理图像问题
|
||||
|
本人研究方向为拓扑绝缘体，但是物理基础比较薄弱。最近关于量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应的物理图像问题困扰了我很久。 我看到很多文献中对量子霍尔效应和量子自旋霍尔效应一般以附图中的物理图像来解释。文献中说量子霍尔效应可以看成是体态电子在低温强磁情况下，由于受到很强的洛伦茨力，所以作localized的绕圈运动，故体态绝缘。而边缘由于“绕圈受限”，与边界发生弹性散射，改变电子运动方向，在边缘上形成单向的电子导电通道，从而没有背散射。而且相对的两个边缘，电子导电通道方向相反。我的问题是，如果按照这种说法，在真正的输运测量时，两端加一个横向电压，电子的传输方式是怎样的？只是沿着一个边缘走，另一个边缘不导电？还是该模型不合理？ 同样的道理，量子自旋霍尔效应也有如此的问题？当在输运测量时，电子的传输方式是怎样的？两个边缘的电子是不是单一自旋的？即导电时，一个边缘的电子为自旋向上的，而另一个边缘的电子为自旋向下的？ 敬望解答！同时希望哪位专家能够帮我解释一下我的附图。谢谢。  图片1.png |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 拓扑绝缘体 |
» 猜你喜欢
今年审到国自然15份，谈谈感受
已经有24人回复
-
献血感触
已经有13人回复
-
面上本子正文33页，违规吗？会被低分嘛？
已经有16人回复
-
国自然评分
已经有5人回复
-
国自然上会要求
已经有11人回复
-
投稿求助，期刊
已经有6人回复
-
提交了我也来说说感想
已经有10人回复
-
评审有感
已经有26人回复
-
Sci. Bull. 悲剧经验
已经有8人回复
-
河北省自然科学基金
已经有4人回复
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 计算二维材料的能带，高对称点应该怎么选？
已经有8人回复
- 为什么在低温、强磁场下，半导体中的电子只能沿着边缘运动？
已经有28人回复
- 一篇PRL文献讨论，电子自旋与电子运动产生磁场的相互作用
已经有48人回复
- 核自旋量子数的求法
已经有8人回复
- 有没有懂旋量理论的？
已经有8人回复
- 有没有介绍量子霍尔效应的书
已经有4人回复
- 【近代物理实验】变温霍尔效应实验
已经有47人回复
- 色散相互作用的判断
已经有8人回复
- 量子力学可以用在宏观尺度吗？
已经有14人回复
- 请帮忙介绍一些霍尔效应仪型号及大致价格，每推荐一个型号及价格奖励10个金币
已经有15人回复
- 超精细相互作用下的自旋翻转
已经有7人回复
- 拓扑绝缘体和石墨烯方向做实验的组有哪些
已经有7人回复
- 【求助】外行关于拓扑绝缘体的两个问题
已经有9人回复
- 【分享】能带分析来看金属、半导体还是绝缘体
已经有7人回复
- 【交流】讨论下石墨烯量子霍尔效应与chern number
已经有7人回复
» 抢金币啦！回帖就可以得到:
-
不想生娃了，寻找一位已有孩子的成熟男士，相伴到老！
+2/76
-
替投稿20天的论文祈福
+1/74
-
武汉大学人工智能学院2026年普通招考博士研究生 AI4Science方向 5月23日截止
+1/44
-
江西理工大学稀土学院急招博士生（2026年9月入学）2名，稀土光功能材料方向，非诚勿扰
+1/33
-
青岛农业大学国家杰青团队蔬菜病害绿色防控方向招聘博士后
+1/27
-
招聘青年教师（有编制）——南京邮电大学柔性电子全国重点实验室徐申课题组
+1/27
-
上海交大招收 2027级“明志荣誉博士生” （化学、生物方向-津贴约12万/年）
+1/26
-
深圳大学医学部特聘教授董海峰课题组招聘助理教授、副研究员以及博士后
+1/24
-
中国农业大学资源与环境学院 - 招聘杰出人才、青年研究员、优秀人才和博士后
+1/15
-
哪位大神能使用lammps软件的reaxff力场计算煤和塑料热解的分子动力学，有偿
+1/15
-
深圳理工大学核酸药物递送与干细胞工程课题组科研助理教授和博士后招聘启事
+1/15
-
能源电催化领域博士后招聘（高薪40万+）
+1/13
-
环氧彩砂自流平地坪施工及验收规范
+1/9
-
博士后招聘（高薪40万+）
+1/5
-
英国伯明翰大学工程学院招收国际全奖博士生（closing soon请尽快联系）
+1/5
-
上海交通大学-宁波东方理工大学联合培养博士生-2026年秋季入学-材料科学与工程学院
+1/4
-
树突状细胞相关细胞因子的功能及疾病关联
+1/3
-
首都医科大学药学院2026年申请考核制博士研究生招生/有机化学/药物化学 三年学制
+1/2
-
电力全国重点实验室双一流A类长江学者团队26年全日制学术博士1名（补招）
+1/2
-
易度质量流量计在发动机进气测试台中的高精度流量测量应用
+1/2
2楼2013-08-02 18:51:50
3楼2013-08-02 19:10:55
4楼2013-08-03 09:24:18
5楼2013-08-04 08:17:03
6楼2013-08-10 09:39:59
8楼2013-08-11 15:04:34
9楼2013-08-11 18:27:51
★ ★ ★ ★ ★
梨花问雪(金币+1): 谢谢参与
梨花问雪: 金币+4, 谢谢参与讨论。已经看过了。 2013-08-25 14:14:13
梨花问雪(金币+1): 谢谢参与
梨花问雪: 金币+4, 谢谢参与讨论。已经看过了。 2013-08-25 14:14:13
| 楼主你好，我最近做二维半导体，也用到相关理论，原理也还是不怎么懂，你可以看看http://muchong.com/html/201105/3153026.html，多多交流 |
10楼2013-08-19 09:05:44
11楼2013-08-19 09:56:35
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
梨花问雪(金币+1): 谢谢参与
梨花问雪: 金币+10, 谢谢探讨。 2013-08-25 14:16:29
梨花问雪(金币+1): 谢谢参与
梨花问雪: 金币+10, 谢谢探讨。 2013-08-25 14:16:29
|
谈一下我自己的理解： 首先量子霍尔相应的模型就有好几种。你说到的只是被普遍接受的一种解释，也是景点教科书上主要介绍的模型。但是真实的物理过程不一定就是这样的。据我所知的，另一种模型是基于网格（network model）或者棋盘(chessboard model). 参见： http://prl.aps.org/pdf/PRL/v74/i1/p154_1 所以我想说，不要迷信于模型。模型只是有助于我们理解真是的物理，他们往往只能表现出真实物理的某些方面，并不等于全部。不过你提到的模型已经足够我们抓住物理本质解释实验现象的了。 让我们退回到实验。实验上看到的是电导量子化平台伴随这shubnikov de haas 震荡。实验上的样品多作成 H 形状。究其本质，是电子在磁场作用下形成朗道能级（量子化），从出现成电导平台。参见 wikipidia的动画图 http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_Hall_effect 量子自旋霍尔相应，由于自旋向上和向下的流同样大小同时存在的。在实验上需要外加电场调整化学势（费米能级）从而可以使一个方向的自旋流的到抑制，而另一方向的自旋流的到保留。 参见：http://www.sciencemag.org/content/325/5938/278.full 写的比较乱，不知道是否回答你的问题。你最要看看最后面的那个文献，那里的图像说得更加简单明了。 |
12楼2013-08-19 23:54:00
13楼2013-08-25 14:21:08
14楼2013-08-26 19:12:26
15楼2013-09-21 18:57:18
16楼2014-03-28 12:06:45
简单回复
水中冰7楼
2013-08-10 21:30
回复
