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主要內(nèi)容 簡介：能帶理論 整數(shù)量子霍爾效應(yīng) 拓?fù)浣^緣體的邊緣態(tài) 絕緣體 不善于傳導(dǎo)電流的物質(zhì) 能帶理論 晶格周期性勢場中運(yùn)動(dòng)粒子的薛定諤方程 布洛赫定理 導(dǎo)體和絕緣體的能帶示意圖 其中( a) 為導(dǎo)體， ( b) 為普通絕緣體， ( c) 為量子霍爾絕緣體， ( d) 為時(shí)間反演不變的拓?fù)浣^緣體。 圖中黑色實(shí)線代表費(fèi)米面， 虛線代表邊緣態(tài)， 對(duì)于絕緣體來說， 費(fèi)米面處在禁帶之中。當(dāng)樣品有邊界時(shí)， 禁帶之間存在著受到拓?fù)浔Ｗo(hù)的邊緣態(tài)( 如( c) 和( d) ) ， 這些邊緣態(tài)連接體系的價(jià)帶頂和導(dǎo)帶底。 整數(shù)量子霍爾效應(yīng) 人們在研究強(qiáng)磁場中的二維電子氣時(shí)， 發(fā)現(xiàn)它的橫向霍爾電導(dǎo)在外磁場改變時(shí)會(huì)在e2 / h 的整數(shù)倍處出現(xiàn)平臺(tái)。（von Klitzing 1980） TKNN數(shù) 1982 年， Thouless等人(TKNN) 在一篇奠基性的文章中利用久保公式計(jì)算了二維周期性晶格系統(tǒng)的霍爾電導(dǎo)。這不僅揭示了整數(shù)霍爾電導(dǎo)的拓?fù)鋪碓矗?而且也開啟了拓?fù)鋵W(xué)在凝聚態(tài)物理中應(yīng)用的大門。 邊緣態(tài) 無隙手性邊緣模式 邊緣模式數(shù)量 手性費(fèi)米子不能反向散射 有效場理論 拓?fù)浣^緣體的邊緣態(tài)示意圖 ( a) 破壞時(shí)間反演的整數(shù)霍爾系統(tǒng); ( b) 時(shí)間反演不變的自旋霍爾絕緣體， 其中的灰色實(shí)線和灰色虛線是一對(duì)時(shí)間反演共軛對(duì)。 參考文獻(xiàn)1 REVIEWS OF MODERN PHYSICS， VOLUME 82， OCTOBER–DECEMBER 2010 Colloquium: Topological insulators M. Z. Hasan* Joseph Henry Laboratories， Department of Physics， Princeton University， Princeton， New Jersey 08544， USA C. L. Kane† Department of Physics and Astronomy， University of Pennsylvania， Philadelphia， Pennsylvania 19104， USA Published 8 November 2010 參考文獻(xiàn)25oR紅軟基地

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