自旋手性材料中的貝里位相效應和反常量子輸運研究

《自旋手性材料中的貝里位相效應和反常量子輸運研究》是依託北京套用物理與計算數學研究所，由王志剛擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：自旋手性材料中的貝里位相效應和反常量子輸運研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：王志剛
• 依託單位：北京套用物理與計算數學研究所

項目摘要

以稀土鉬氧化物為代表的自旋手性強關聯繫統一直是凝聚態物理領域的研究熱點之一。近年來由於在貝里位相效應方面取得的重大進展和自旋電子學的蓬勃發展，使得研究自旋手性材料中的貝里位相效應和量子輸運現象成為當前凝聚態物理中一個重要的前沿問題。本項目擬對這一前沿問題開展深入探索，做出具有創新意義的基礎研究工作。研究內容主要包括自旋手性帶來的貝里位相效應對系統的軌道磁性、反常霍爾電導及熱導係數等物理量的重要影響；發展軌道磁化率的貝里位相半經典理論，並將其套用到自旋手性系統中去，從而建立起一套與目前利用貝里位相計算電極化率方法相平行的計算磁極化率的理論方法；研究自旋手性系統中的邊界態、邊界孤子、分數化電荷等一系列拓撲缺陷性質，探索這些拓撲缺陷帶來的新奇現象，如量子霍爾電導、環電流、量子阻塞等；研究自旋手性產生的反常自旋輸運問題。本項目的研究工作會推進人們對貝里位相效應的認識，促進自旋手性系統研究的發展。

結題摘要

本項目主要研究以稀土鉬氧化物為代表的自旋手性強關聯繫統中的貝里位相效應和量子輸運現象，並以之為基礎，將研究對象擴充到拓撲絕緣體和石墨烯系統。研究內容主要包括自旋手性帶來的貝里位相效應對系統的軌道磁性、反常霍爾電導及熱導係數等物理量的重要影響；發展軌道磁化率的貝里位相半經典理論，並將其套用到自旋手性系統中去；研究自旋手性系統中的邊界態、邊界孤子、分數化電荷等一系列拓撲缺陷性質，探索這些拓撲缺陷帶來的新奇現象，如量子霍爾電導、環電流、量子阻塞等；研究自旋手性產生的反常自旋輸運問題；拓撲絕緣體系統中的磁激子性質以及分數霍爾效應等。本項目的研究工作會促進自旋手性系統研究的發展，加深人們對拓撲絕緣體性質的認識。