物理学进展 ›› 2014, Vol. 34 ›› Issue (1): 1-9.

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磁性拓扑绝缘体与量子反常霍尔效应

翁红明,戴希,方忠   

  • 发布日期:2020-10-12

  • Published:2020-10-12

摘要: 量子反常霍尔绝缘体,有时也被称为陈数绝缘体,是不同于普通绝缘体和拓扑绝缘体的一 类新的二维绝缘体,该体系具有可被实验观测的特殊物理性质—量子反常霍尔效应。该体系的物 态不能用朗道对称性破缺理论来描写,而要用到拓扑物态的概念。它的发现也经历了从反常霍尔 效应的内秉物性阐释,到量子自旋霍尔效应与拓扑绝缘体的发现,再到磁性拓扑绝缘体的理论预 测与实现,并最终成功实验观测的漫长过程。由于量子反常霍尔效应的实现不需要外加磁场,而 此时样品的边缘态可以被看成一根无能耗的理想导线,因此人们对于其将来可能的应用充满了期 待。本文将从理论的角度简单综述该领域的发展历程、基本概念、以及相关的材料系统。

关键词: 拓扑绝缘体;量子反常霍尔效应;贝里相位;拓扑不变量