《拓撲絕緣體低維量子結構中的電子關聯效應研究》是依託長沙理工大學，由程芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：拓撲絕緣體低維量子結構中的電子關聯效應研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：程芳
- 依託單位：長沙理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
拓撲絕緣體是一種由自旋軌道耦合導致的新量子物態。拓撲絕緣體的表面/邊緣態展現出奇特的金屬性質，這種特性受到時間反演對稱性的保護。由於其獨特的能帶結構和自旋與動量滿足的特定的手征特性，電子的輸運、磁學和光學性質將明顯不同於普通體系，可能在自旋電子學和量子計算領域具有廣闊套用前景。本項目將針對拓撲絕緣體表面的低維體系，研究庫侖相互作用對Dirac 費米子系統能級分布、帶隙等電子結構的影響，探究如何利用電子間庫侖相互作用來調控輸運性質。並進一步揭示不同的柵控量子結構、外加電磁場、磁性雜質等因素對關聯體系直流與交流輸運的影響，探索和發展表面/邊緣態體系中多體理論方法和手段，為發現新物理和構造新型自旋器件提供堅實的物理基礎。
結題摘要
本項目旨在研究狄拉克電子體系的電子輸運，包括磁場、雜質以及電子間相互作用對其電子結構與輸運性質的調控。經過4年的研究，基本完成計畫中的研究內容，達到了預期目標。總計發表論文11篇。並在第十屆計算納米科學與新能源材料國際研討會做邀請報告。取得的成果概述如下： 我們研究了不同構型磁壘、單勢壘、應力、雜質的存在對納米結構體系能譜、輸運性質的影響。使用玻色化以及格林函式的方法從理論上研究了兩個含時雜質對拓撲邊緣態輸運性質的影響，得到隧穿電流和泵浦電流隨偏壓和溫度變化的解析表達式，以及它們依賴電子間相互作用的冪指數變化規律。這些獨特的性質是由邊緣態的螺旋特性引起的，因此可以用來檢測和控制邊緣態輸運。本項目選取狄拉克電子體系輸運性質為主要研究對象，具有理論和套用上的重要意義，我們將繼續開展深入細緻的後續研究工作，尋找調控輸運特性的方案，並為新的實驗發現或器件提供物理基礎。
