拓扑表面态的实验发现——一种新型二维电子系统（综述文章）
介观与纳米尺度物理
2014-01-07 v1 强关联电子
摘要
拓扑表面态 (TSS) 代表了一种新型二维电子系统，具有新颖且前所未有的特性，区别于任何量子霍尔效应或自旋霍尔效应。其拓扑序可在室温下无需磁场即可实现，并且它们可转变为磁体、奇异超导体或近藤绝缘体，从而引起了全球范围内的兴趣和活动。我们回顾了定义此类拓扑物质的基本概念，以及通过关键实验探针进行的实验发现，该探针首次揭示了这些自旋 - 轨道相互作用主导的绝缘体体相中的拓扑序。本综述聚焦于展示基本拓扑特性的关键结果，如自旋 - 动量锁定、非平凡 Berry 相位、镜像陈数、背散射缺失、体 - 边对应（拓扑）、时间反演及其他离散（镜像）对称性的保护，以及它们直至室温的显著持久性，并详细阐述了 M.Z. Hasan 和 C.L. Kane [Rev. of Mod. Phys., 82, 3045 (2010)] 早期综述中简要讨论的结果。此外，还简要讨论了拓扑材料中诱导的破缺对称相（如量子磁性和超导性）的关键结果。基于自旋特性（镜像陈不变量），讨论了超越分类的拓扑绝缘体，如拓扑晶体绝缘体 (TCI)。此处详述的实验方法已被用于迄今为止几乎所有体相拓扑绝缘体材料中后续的大多数拓扑物理研究。
引用
@article{arxiv.1401.0848,
title = {Experimental Discovery of Topological Surface States - A New Type of 2D Electron Systems (Review Article)},
author = {M. Zahid Hasan and Su-Yang Xu and David Hsieh and L. Andrew Wray and Yuqi Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.0848},
year = {2014}
}
备注
18 Figures, 23 pages; Invited Review, Accepted for publication, Related papers at http://arxiv.org/abs/1105.0396 and http://scholar.google.com/citations?user=G1Qpy6MAAAAJ&hl=en