时间反演不变哈密顿量的三维拓扑不变量与三维量子自旋霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2009-11-01 v3
摘要
对于具有时间反演不变性的系统，其基态中填充带的 不变量表征了稳定边缘态对的数量。这里，我们使用近期先前工作中讨论的能带接触方法 \cite{roy2006zcq} 研究 不变量，并将研究扩展到三维。能带碰撞在二维和三维中都保持 不变量，但这两种情况存在关键差异。在三维中，我们发现了一个新颖的第四个 不变量，其特征是动量空间中的“被困单极子”。如果半个布里渊区中的单极子电荷为奇数，则至少有一个单极子无法与另一个单极子复合而消失，这与单极子电荷为偶数的情况不同。我们还指出了三维量子自旋霍尔效应的可能性，并讨论了各种拓扑不变量与此类效应的联系。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0607531,
title = {Three dimensional topological invariants for time reversal invariant Hamiltonians and the three dimensional quantum spin Hall effect},
author = {Rahul Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0607531},
year = {2009}
}