三能带半金属中的最小电导、拓扑Berry绕数与对偶性
介观与纳米尺度物理
2015-10-21 v1
摘要
无质量相对论量子粒子的物理在石墨烯发现后最近出现在固体的电子性质中。在两个能带偶然交叉附近，电子激发由最初为超相对论粒子导出的Weyl方程描述。类似的三和四能带半金属最近在二维和三维中被发现。石墨烯的显著特征包括能带交叉由拓扑Berry绕数表征，导致反常量子霍尔效应，以及在能带交叉处电子密度消失时存在有限的最小电导。这里我们展示这两个性质紧密关联：该结果为直接测量半金属的拓扑性质铺平了道路。通过考虑二维具有平带的三能带半金属，我们发现其中只有少数支持拓扑Berry相位。同样的半金属是唯一在能带交叉处展现非零最小电导的。最小电导和拓扑鲁棒性的存在均源于底层晶格的性质，这些性质不是由Bloch哈密顿量的对称性编码，而是由一种对偶性编码。
引用
@article{arxiv.1503.04185,
title = {Minimal conductivity, topological Berry winding and duality in three-band semimetals},
author = {Thibaud Louvet and Pierre Delplace and Andrei A. Fedorenko and David Carpentier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.04185},
year = {2015}
}