拓扑绝缘体 沈顺清是啥?如何帮潜艇"隐形

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贴数:5&分页:chaochaolong发信人: physicshen (chaochaolong), 信区: Materials
标&&题: 拓扑绝缘体的综述文章有么?
发信站: 水木社区 (Sun Jul&&3 10:28:09 2011), 站内 && 我是做热电的,Bite薄膜材料,最近发现它也是一个典型的topology的材料,感觉这东西很深奥,理论比较深,大家有什么好的综述文章介绍下让我入入门吧。
希望能把它的topology性能用在热电性能的提高上。 && -- && ※ 来源:·水木社区 ·[FROM: 58.198.95.*]
天气姐发信人: nhk (天气姐|万特的WanTeD|浮沉浪), 信区: Materials
标&&题: Re: 拓扑绝缘体的综述文章有么?
发信站: 水木社区 (Sun Jul&&3 13:12:23 2011), 站内 && 薛其坤发过貌似 && 【 在 physicshen (chaochaolong) 的大作中提到: 】
我是做热电的,Bite薄膜材料,最近发现它也是一个典型的topology的材料,感觉这东西很深奥,理论比较深,大家有什么好的综述文章介绍下让我入入门吧。
希望能把它的topology性能用在热电性能的提高上。 && -- &&&&&& -- && ※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 123.125.116.*]
zelatan发信人: zelatan (zelatan), 信区: Materials
标&&题: Re: 拓扑绝缘体的综述文章有么?
发信站: 水木社区 (Tue Jul&&5 13:29:04 2011), 站内 && sczhang,kane都有
【 在 physicshen (chaochaolong) 的大作中提到: 】
: 我是做热电的,Bite薄膜材料,最近发现它也是一个典型的topology的材料,感觉这东西很深奥,理论比较深,大家有什么好的综述文章介绍下让我入入门吧。
: 希望能把它的topology性能用在热电性能的提高上。
&&&& -- && ※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 210.45.113.*]
如来神掌发信人: Anin (如来神掌), 信区: Materials
标&&题: Re: 拓扑绝缘体的综述文章有么?
发信站: 水木社区 (Wed Jul 13 23:04:45 2011), 站内 &&&&&&Bi2Te3系材料不是已经被做烂了么。。。 && 【 在 physicshen (chaochaolong) 的大作中提到: 】
: 我是做热电的,Bite薄膜材料,最近发现它也是一个典型的topology的材料,感觉这东西很深奥,理论比较深,大家有什么好的综述文章介绍下让我入入门吧。
: 希望能把它的topology性能用在热电性能的提高上。
&&&& -- && ※ 来源:·水木社区 newsmth.net·[FROM: 180.158.126.*]
chaochaolong发信人: physicshen (chaochaolong), 信区: Materials
标&&题: Re: 拓扑绝缘体的综述文章有么?
发信站: 水木社区 (Fri Jul 15 21:21:44 2011), 站内 && 最近有topology出来了
【 在 Anin (如来神掌) 的大作中提到: 】
:&&Bi2Te3系材料不是已经被做烂了么。。。
&& -- && ※ 来源:·水木社区 ·[FROM: 58.199.156.*]
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科学家研究拓扑绝缘体,手机再也不需充电了?
来源:作者:驿帆责编:远洋
据dailymail报道,中日科学家在拓扑绝缘体上做起了文章,他们发现了一种新的充电方式,可以在在室温下直接产生电流,不仅不需要外部充电,更不会造成能量损耗。我们在初中物理课本上学过,按照导电性质的不同,材料可分为导体和绝缘体两大类。而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,它还可以进行更细致的划分。而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体,从理论上分析,这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型,在费米能处存在着能隙,然而在该类材料的表面则总是存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态,因而导致其表面总是金属性的,也就是说,该材料的铁磁特性(或高磁化系数)能够产生电流,更重要的是,它不会造成能量的损失。实际上早在20世纪80年代,科学家就发现了“量子霍尔效应”,在低温和大磁场环境下,电流在不流失能量的情况下实现在边界运动。而最近的研究显示,科学家采用了铁磁性拓扑绝缘体(如铋锑碲三元化合物)来实现更普适性的应用。日本广岛大学教授Kimura表示,希望这一成果能应用于室温下,这也是他们选择上述材料进行实验的原因。充电技术的研发实际上也不是一个新鲜话题了,以色列公司StoreDot在2014年研发了一款超级充电器原型,30秒内能够为手机充满电。它使用了一种名叫Nanodots的技术,内部是由有机纳米晶体构成,这些纳米晶体具有超级能量储存能力,据当时的报道称,此产品将于今年晚些时候问世。至于我们是否能迎来真正的“快充”甚至是“免充”时代,还请拭目以待。via&dailymail
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&&拓扑绝缘体的表面态能级如何计算
拓扑绝缘体的表面态能级如何计算
拓扑绝缘体的一大特点就是上图中间的2个边缘态。 这里利用的哈密顿量是
但问题是我自己画出这个能级图(m=-1.5)的是
这边缘态的能级我怎么都画不出来,而且看了这么多文献,也没用一篇文献讲边缘态是怎么画出来的,只是直接给图,然后说这就是边缘态。那么有没有人有关于这边缘态怎么画出来的想法?
感觉你真心没有看懂楼主的问题,楼主的图怎么来的?
谢谢。关于Wannier我了解的还不是太多。我先研究研究。
对于我贴出来的那个哈密顿量,直接求出本征值2个(相反数关系),本征值是kx、ky的函数,把ky取不同的值,那么就可以得到不同的E和kx的关系曲线,画在一起就是我贴出来的最下面的那张图了。
第一,你把sigma给丢了
第二,想看边界态需要开个边界,现在这个哈密顿是2维无限大体系
怎么切啊,这哈密顿量k空间里的~~
我的意思是,由于你现在的体系是x,y全部具有无限周期性,没有边界,所以也就没有边界态。而拓扑绝缘体关键就在表面态。如何建立边界呢?首先你要重新建立晶胞,例如在x方向上切上一段,只有三个晶胞,而在y方向上仍然具有无限周期性。这样的晶胞就在x方向上有了边界,哈密顿量向动量空间转换时,就只有ky,没有了kx。然后。。。你就可以然后了,
谢谢。我知道问题出在哪的。
我最近也学习一下这表面态,还想楼主说说这上面的问题如何解决的/
大神 如果是石墨烯结构求带状结构量子自旋霍尔效应该怎么做?
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【图文】拓扑绝缘体
TunablemultifunctionaltopologicalinsulatorsinternaryHeuslercompounds
StanislavChadov1,XiaoliangQi2,3,JürgenKübler4,GerhardH.Fecher1,ClaudiaFelser1*andShouChengZhang3*
RecentlythequantumspinHalleffectwastheoreticallypredictedandexperimentallyrealizedinquantumwellsbasedonthebinarysemiconductorHgTe(refs1–3).ThequantumspinHallstateandtopologicalinsulatorsarenewstatesofquantummatterinterestingforbothfundamentalcondensed-matterphysicsandmaterialscience1–11.ManyHeuslercompoundswithC1bstructureareternarysemiconductorsthatarestructurallyandelectronicallyrelatedtothebinarysemiconductors.ThediversityofHeuslermaterialsopenswidepossibilitiesfortuningthebandgapandsettingthedesiredbandinversionbychoosingcompoundswithappropriatehybridizationstrength(bythelatticeparameter)andmagnitudeofspin–orbitcoupling(bytheatomiccharge).Basedonfirst-principlecalculationswedemonstratethataround50HeuslercompoundsshowbandinversionsimilartothatofHgTe.Thetopologicalstateinthesezero-gapsemiconductorscanbecreatedbyapplyingstrainorbydesigninganappropriatequantum-wellstructure,similartothecaseofHgTe.Manyoftheseternaryzero-gapsemiconductors(LnAuPb,LnPdBi,LnPtSbandLnPtBi)containtherare-earthelementLn,whichcanrealizeadditionalpropertiesrangingfromsuperconductivity(forexampleLaPtBi;ref.12)tomagnetism(forexampleGdPtBi;ref.13)andheavyfermionbehaviour(forexampleYbPtBi;ref.14).ThesepropertiescanopennewresearchdirectionsinrealizingthequantizedanomalousHalleffectandtopologicalsuperconductors.
Accordingtotheirelectronicstructureallbulkmaterialsaredividedintometals,whichhaveafiniteelectrondensityattheFermienergy,andinsulators,whichshowabandgap.Recently,anewclassoftheso-calledtopologicalstateshasemerged—thequantumspinHall(QSH)stateintwodimensionsanditsgeneralizationinthreedimensions.Thecorrespondingmaterials,calledtopologicalinsulators(TIs),havebeenpredictedtheoreticallyandrecentlystudiedexperimentally1,2,8–11.TheTIisanewstateofquantummatterwithafullinsulatinggapinthebulk,butwithtopologicallyprotectedgaplesssurfaceoredgestatesontheboundary.ResearchonTIshasattractedconsiderableattentionowingtobothafundamentalinterestinanewstateofmatteranditspossibleapplicationinnewspintronicdevices4.AlltheTIsdiscoveredsofarwereeitheralloys(Bi1-xSrefs7,8)orbinarycompounds(HgTe;refs1,2,Bi2Se3,Sb2Te3andBi2Te3;refs9–11).ThisLetterreportsontunablemultifunctionalTIswithintheclassofternarysemiconductingHeuslercompounds.Thegreatdiversityofthesematerialscomparedwithbinarycompounds(morethan200semiconductorsamong500Heuslercompounds)openswide
possibilitiesfortuningtheirbandstructureandenablesaneffectivesearchfortheoptimalTImaterialforapplications.
Inparticular,severalcompounds,YPtSb,YPdBiandScAuPb,arefoundattheirexperimentallatticeconstants15closetotheborderbetweenthetrivialandtopologicalinsulators,withallrelevantbandsdegenerateatthecentreoftheBrillouinzone,the point.Suchamaterialcanbeeasilytransformedfromatrivialtoatopologicalinsulatorandviceversabyasmallvariationofthelatticeconstant(byapplyingpressureorgrowingfilmsonanappropriatesubstrate).ManyTIcandidatecompounds(LnAuPb,LnPdBi,LnPtSbandLnPtBi)containingrare-earthelementsLnwithstronglycorrelatedfelectronscanexhibitvariousconventionalorders,suchasmagnetism13,superconductivityorheavyfermionbehaviour14.SuchconventionalordersinTIsenabletherealizationofmanynewtopologicaleffectsandexoticparticles,suchastheimagemonopoleeffect16,binationsoftheternarytrivial–topologicalinsulators(suchasScPtSb–ScPtBi,similartoCdTe–HgTe)canbeusedasquantum-welldevicesfortheQSHsystems.
TernaryHeuslercompoundsofX2YZorXYZcomposition(withX,Ythetransitionorrare-earthmetalsandZthemain-groupelement)formaclassofmaterialsthatarewellsuitedforvariousspintronicapplications19.Thesemiconductingnatureofthesecompoundsarisesowingtothestrongtendencytowardscovalentbonding.Frombasicstructuralandbondingconsiderations,theX2YZHeuslercompounds(L21structure)with18or24valenceelectrons20andXYZHeuslers(C1b)with18valenceelectrons21–23areexpectedtoexhibitagapattheFermienergy.InthefollowingweshallfocusontheXYZHeuslers(alsocalledhalf-Heuslers).Therelationtotheclassicalsemiconductorsiseasytounderstandforsuchmaterialsas,forexample,LiZnAs.Moresurprisingly,LaPtBi(sometimesalsonamedLaBiPt)isasemiconductorformedbythreemetallicelements.Typically,theXYZhalf-HeuslerscanbeviewedasconsistingofanXn+ion‘stuffing’thezinc-blendeYZn-sublattice(hereLi+stuffedin[ZnAs]-orLa3+stuffedina[PtBi]3-sublattice),wherethenumberofvalenceelectronsassociatedwithYZn-isequalto18(d10+s2+p6).Eighteen-electroncompoundsareclosed-shellspecies,non-magneticandsemiconducting.
Figure1illustratesacomparisonofthezinc-blendeandtheHeuslerstructures.Theadditionalstuffedrare-earthatomsareshownasorangespheres.Similartothebinarysemiconductors,thebandgapcanbetunedbytheelectronegativitydifferenceoftheconstituentsandthelatticeconstant23inawiderangefromabout4eV(LiMgN)downtozero(LaPtBi).ThesemiconductingFe2VAl
fürAnorganischeChemieundAnalytischeChemie,JohannesGutenberg-Universtit?t,55099Mainz,Germany,2MicrosoftResearch,StationQ,
ElingsHall,UniversityofCalifornia,SantaBarbara,California93106,USA,3DepartmentofPhysics,McCulloughBuilding,StanfordUniversity,Stanford,California,USA,4InstitutfürFestk?rperphysik,TechnischeUniversit?tDarmstadt,64289Darmstadt,Germany.*e-mail:felser@uni-mainz.sczhang@stanford.edu.
NATUREMATERIALS|VOL9|JULY2010|/naturematerials

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