【摘要】：整數(shù)量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)在凝聚態(tài)物理學史上具有劃時代的意義。Thouless,Kohmoto,Nightingale和Nijs最先解釋了整數(shù)量子霍爾效應(yīng)的拓撲機制,引進陳數(shù)的概念,給出量子霍爾電導(dǎo)的拓撲表示。量子霍爾態(tài)不破壞任何對稱性,它需要用基態(tài)的拓撲性質(zhì)來標識,在量子霍爾系統(tǒng)中存在拓撲不變量。近年來拓撲絕緣體備受關(guān)注,它是一種新型拓撲量子態(tài),不同于普通的絕緣體,其表面態(tài)受到拓撲保護。線性響應(yīng)理論在凝聚態(tài)物理和材料科學等方面有著廣泛的應(yīng)用,該理論中的Kubo公式可以用來計算系統(tǒng)對外界微擾的響應(yīng),而量子霍爾電導(dǎo)正是電流對外加電場線性響應(yīng)的一種表達�，F(xiàn)實的量子系統(tǒng)避免不了與環(huán)境相互作用,開放系統(tǒng)對外場的響應(yīng)一般會不同于孤立系統(tǒng)。在本論文中,我們以兩帶系統(tǒng)為例,系統(tǒng)地研究了在量子化電磁場影響下的系統(tǒng)基態(tài)霍爾電導(dǎo)�？紤]反旋項效應(yīng)的存在,我們無差別對待系統(tǒng)和環(huán)境,不對環(huán)境態(tài)取跡,來推導(dǎo)開放兩帶系統(tǒng)的有效哈密頓量。我們求解了超越旋波近似下的系統(tǒng)基態(tài),推導(dǎo)出開放兩帶系統(tǒng)基態(tài)的霍爾電導(dǎo)解析式。有了反旋項的修正,量子霍爾電導(dǎo)不能再用陳數(shù)或者陳數(shù)的加權(quán)求和來表達。簡言之,開放兩帶系統(tǒng)不再具有拓撲不變量。我們將解析表達式應(yīng)用到具體模型的霍爾電導(dǎo)計算中,討論環(huán)境對量子霍爾電導(dǎo)的影響。計算結(jié)果表明了霍爾電導(dǎo)的相變點對環(huán)境具有魯棒性,在開放兩帶系統(tǒng)中依舊存在拓撲相變。
【圖文】：

第一章 引 言應(yīng)家族與量子霍爾效應(yīng)霍爾效應(yīng)是物理學中一個基本的電磁現(xiàn)象，它的發(fā)現(xiàn)對的意義。1879 年，美國的物理學家 Edwin H. Hall 觀測，，如果對導(dǎo)體施加一個與電流方向垂直的磁場，那么沿體兩端會有電壓產(chǎn)生，這個現(xiàn)象被稱為霍爾效應(yīng)[1]。但謎。直到十幾年后，電子的概念被正式提出，人們才逐的電荷受到洛倫茲力的作用，而導(dǎo)致電荷運動方向發(fā)生聚，形成了一個橫向電壓。這個產(chǎn)生的電壓被稱為霍爾比值則被稱為霍爾電阻，用來衡量霍爾效應(yīng)的大小。

子霍爾效應(yīng)示意圖 (選自文獻[4]) 在強磁場條件下，樣品內(nèi)部的電在分立的朗道能級上，導(dǎo)致了體態(tài)絕緣，而邊界上的電子被迫朝一個通道[5]。美籍華裔物理學家 Daniel C. Tusi 和他同事 H. L. St rmer 通
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O469

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

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4 余睿;翁紅明;方忠;戴希;;從反�；魻栃�(yīng)到量子反�；魻栃�(yīng)[J];現(xiàn)代物理知識;2013年03期

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相關(guān)博士學位論文 前2條

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本文編號：2671107