拓扑绝缘体中边缘态的热力学特征
介观与纳米尺度物理
2016-08-24 v2 统计力学
摘要
拓扑绝缘体是一类以存在对称性保护的金属边界态为特征的物质态。这些边缘模已通过输运和谱学测量表征，但一直缺乏热力学描述。挑战在于，传统热力学中势需与体积等广延变量线性标度，这无法对边界效应进行一般处理。本文中，我们利用Hill热力学克服这一挑战。在这一热力学形式的扩展中，巨势被拆分为广延的常规贡献和细分势，后者是Hill理论的核心构造。对于拓扑非平庸电子物质，细分势捕获了对态密度和热容的可测量贡献：它是拓扑边缘结构的热力学表现。此外，细分势揭示了边缘的相变，即使它们在体相中未显现，从而为仅基于平衡边界物理来研究、操控和表征拓扑量子物质开辟了多种新可能。
引用
@article{arxiv.1601.03745,
title = {Thermodynamic signatures of edge states in topological insulators},
author = {Anton Quelle and Emilio Cobanera and Cristiane Morais Smith},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.03745},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 3 figures