广州白云区云梯车出租,   广州云梯车出租,   白云云梯车出租    拓扑表面态基本性质有哪些???
来源: admin   发布时间: 2018-10-21   989 次浏览   大小:  16px  14px  12px
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         广州白云区云梯车出租,   广州云梯车出租,   白云云梯车出租     拓扑表面态基本性质有哪些???       1高迁移率和低功耗通常情况下,在普通的导体中,能量动量的色散关系是非线性的。而拓扑表面态的能量动量色散关系是线性的。因此理想的拓扑绝缘体有着很高的迁移率,可以作为很好的电子传输沟道。理论上,拓扑绝缘体在半导体器件应用中,运行速度快、截止频率高.    表面态遇到非磁性杂质两种可能的路径。沿着蓝线顺时针,沿着红线逆时针,电子自旋都旋转了180°。由于两条路径相位相差180°,路径发生相消干涉。除了高迁移率,拓扑表面态还有另一种优异的性质:低功耗。一般地,绝缘体的电阻是由于存在带隙,而金属的电阻是来自于电子与声子、杂质等的碰撞。在拓扑绝缘体中,表面态电子遇到杂质时,仍会保持原来的方向继续移动,背散射被抑制。这是由于表面态自旋动量锁定,当遇到杂质时,沿着顺时针和逆时针方向移动的电子,自旋方向都翻转了180°,且相位相差180°,发生相消干涉。背散射的抑制大大减少了电子与杂质间的碰撞,势必会降低体系的功耗。随着晶体管尺寸的进一步减小,电路中热耗散的问题十分严峻。如果用低功耗的拓扑绝缘体来传输电子,它可以从根本上解决热耗散问题。



     2自旋动量锁定表面态的电子具有自旋动量锁定的性质,即在表面给定电子一初始动量后,电子会产生净的自旋极化,极化方向与动量方向严格垂直。人们通过自旋分辨的角分辨光电子能谱发现自旋极化的表面态电子。自旋动量锁定的狄拉克锥的贝利相位是未平庸的,而且表面态电子是百分百自旋极化的。自旋极化的表面态有助于拓扑绝缘体在磁性自旋器件中的研究。拓扑绝缘体有望担任电学的自旋发生器。



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    3弱反局域化效应,  弱反局域化效应往往和体系中强的自旋轨道耦合作用相关。在量子扩散的条件下(平均自由程<系统尺寸 ̄相位相干长度的时候),电子总是保持着它的相位相干性。当发生量子相消千涉时,电导率增加,出现弱反局域化。在施加磁场后,相消干涉被破坏,电导率较小,因此在零场下出现电导的极大值。在强自旋轨道稱合的二维电子体系中,标准的Hikami-Larkin-Nagaoka理论用来描述低场下的电导率。拟合得到a的值来讨论体系的通道数。当拓扑绝缘体只有一个表面态通道贡献输运时,a=1/2,贝利相位为71。通常情况下,拓扑绝缘体中弱反局域化效应和表面态的贝利相位联系在一起。从贝利相位与带隙和费米能级的关系式中中发现,当;^=0,贝利相位是71,对应于弱反局域化。当|=1,贝利相位是0,对应于弱局域化。因此从当系统受到磁性散2Ep射或者狄拉克点打开带隙时,会从从弱反局域化变为经典的二次方的磁阻。当进一步增加¥,可以使系统产生弱局域化。因此磁性元素掺杂破坏时间反演对称性,使得表面态打开带隙,体系会发生从弱反局域化到弱局域化的转变。




     4量子振荡当在强磁场下,能带会分立成量子化的朗道能级。随着磁场的变化,态密度会发生周期性的调整,这就是产生量子振荡的原因。特别的,电导率的振荡就被称为舒勃尼科夫-德哈斯(SdH)量子振荡。在三维变角度的磁输运中,即使拓扑绝缘体有体态的参与,SdH振荡也会有选择性的将二维的金属性的表面态提取出来。通过分析振荡数据,可以求得表面态的很多参数,比如费米能级的位置,贝利相位,表面态二维的载流子浓度。迄今为止,人们在磁输运实验上,特别是通过SdH振荡去探测表面态的性质上花了很大的功夫。然而体载流子的存在,使得观测来自于表面态SdH振荡信号较为困难。栅压调控抑制体相载流子是个不错的方法。报道了通过门电压调控,成功观测了Bi2Se3纳米线中SdH振荡信号。除此之外,表面钝化处理或者制备多元掺杂也可以抑制体相载流子浓度。



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