《磁性和超導電性的拓撲絕緣體中的量子輸運》是依託河海大學，由鄒劍飛擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：磁性和超導電性的拓撲絕緣體中的量子輸運
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：鄒劍飛
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
拓撲絕緣體是最近幾年凝聚態物理和材料學科研究的熱點。它不同於傳統的半導體和絕緣體，拓撲絕緣體同時具有絕緣的體態和導電的表面態或邊態。由於它的基礎物理意義和潛在的套用價值，拓撲絕緣體在實驗和理論上都獲得了廣泛的關注。本項目將根據近幾年來報導的實驗和理論的研究進展，研究有磁性或超導電性下拓撲絕緣體的量子輸運性質和拓撲量子相變。主要研究目標是，利用解析求解和數值Green函式兩種方法，研究弄清拓撲絕緣體在磁性和超導電性的調控下物理性質的變化規律，解釋部分實驗現象，預言可能的新奇物理現象，以及利用拓撲絕緣體的特性設計各種功能器件。我們預期通過外加磁場、電場和Rashba自旋軌道耦合等的調控，實現磁性拓撲絕緣體的邊態和表面態自旋的選擇性輸運和控制拓撲量子相變；預期提出鐵磁性拓撲絕緣體和超導體異質結中Majorana Fermi的存在條件，給出其運動規律，並根據其特性設計功能器件。
結題摘要
按照本項目的研究計畫，在剛過去的2014年度我們主要做了磁性拓撲絕緣體和超導性拓撲絕緣體兩個方面的研究工作，都取得了部分有意義的研究結果。首先，我們研究了在交換場、外電場和Rashba自旋軌道耦合調控下矽烯材料的拓撲性質。通過三種調控的合理選擇，我們實現了豐富的拓撲量子態，其中包括量子自旋Hall態、量子反常Hall態、谷極化的金屬態。我們還在繼續研究這些量子態在量子輸運性質上的特徵表現。其次，我們研究了在一個具有自旋軌道耦合的半導體量子肼中產生拓撲超導的問題。我們發現可以利用改變外加磁場大小或方向的方法實現了同自旋配對的拓撲超導，並利用數值求解Bogoliubov-de Gennes超導方程的方法計算了超導能隙和相圖，所得結果還在分析和整理中。我們正在加快推進研究計畫，預計在2015年完成論文的發表工作。
