安德森拓?fù)浣^緣體的輸運(yùn)性質(zhì)研究.pdf

1、二維拓?fù)浣^緣體又稱為自旋量子霍爾絕緣體(QSH)，于2005-2006年間被理論預(yù)言后，2007在碲化汞、碲化鎘量子阱的實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到。這個(gè)進(jìn)展是拓?fù)浣^緣體理論和材料發(fā)展的重要里程碑，而整個(gè)拓?fù)浣^緣體領(lǐng)域構(gòu)成了當(dāng)代凝聚態(tài)物理的新篇章。
　　過去近十年，關(guān)于拓?fù)浣^緣體的研究已經(jīng)取得了顯著的成果。其中一個(gè)分支，是人們重新研究了無序?qū)﹄娮咏Y(jié)構(gòu)的影響，發(fā)現(xiàn)無序可以對(duì)體系的拓?fù)湫再|(zhì)發(fā)生根本性的影響。人們發(fā)現(xiàn)在拓?fù)淦接沟牟牧现校梢酝ㄟ^引入無序

2、作用誘導(dǎo)拓?fù)浒驳律嘧?，?dǎo)致拓?fù)浣^緣體。在所謂的拓?fù)浒驳律^緣態(tài)，體內(nèi)電子都發(fā)生安德森局域化，但是在體系邊界存在受拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊緣態(tài)。
　　除了無序度以外，安德森拓?fù)浣^緣體的輸運(yùn)性質(zhì)還受到系統(tǒng)中其他參數(shù)的影響，比如系統(tǒng)的尺度、費(fèi)米能量、質(zhì)量參數(shù)等。本文主要研究系統(tǒng)的尺度是如何影響金屬絕緣相變的問題，前人已經(jīng)研究出在一定安德森無序下體系中出現(xiàn)的量子化電導(dǎo)會(huì)隨著系統(tǒng)尺度的減小而消失。我們的工作是對(duì)前人關(guān)于安德森相變中的尺度效應(yīng)做進(jìn)一步延

3、伸。本文從二維拓?fù)浣^緣體材料中的碲化汞／碲化鎘量子阱出發(fā)，運(yùn)用遞歸非平衡格林函數(shù)法計(jì)算其輸運(yùn)性質(zhì)。對(duì)比不同尺度下系統(tǒng)的輸運(yùn)性質(zhì)，通過對(duì)相圖的分析，發(fā)現(xiàn)在小尺度的系統(tǒng)中，量子化電導(dǎo)區(qū)域并不像大尺度體系那樣是一塊連續(xù)的區(qū)域，而是幾塊分離的區(qū)域。隨著尺度的增大，分離的量子化電導(dǎo)區(qū)域才傾向性地連成一塊區(qū)域。尺度的限制使系統(tǒng)的能帶區(qū)別于拓?fù)浞瞧接菇^緣體。
　　進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，小尺度下在狄拉克點(diǎn)打開的能隙寬度大于理論上的2|M|，隨著系統(tǒng)尺度