通过陈宇称超越布里渊区的拓扑绝缘体
介观与纳米尺度物理
2009-12-16 v1
摘要
拓扑绝缘体是一种由自旋 - 轨道耦合稳定的电子相，它支持传播的边缘态，且不能绝热地连接到普通绝缘体。在多个方面，它是时间反演不变系统中整数量子霍尔效应 (IQHE) 的自旋 - 轨道诱导类比。本文研究了无序二维系统中的拓扑绝缘体相，以 Kane 和 Mele 引入的模型石墨烯哈密顿量为例。此处给出的拓扑绝缘体的非微扰定义不同于以往的努力，因为它涉及仅与电荷耦合的边界相扭曲，不参考边缘态，并且可以通过普通电荷的泵浦循环来测量。在此定义中，电子态 Slater 行列式的相位由类似于 IQHE 情形中陈数的陈宇称决定。数值上我们发现，与近期的网络模型研究一致，能带结构中发生的普通绝缘体与拓扑绝缘体之间的直接跃迁是完美晶体晶格的结果。通常，这两个相被一个金属相隔开，当存在自旋 - 轨道耦合时，该金属相在二维中是允许的。相同的方法可用于研究三维拓扑绝缘体。
引用
@article{arxiv.0705.0172,
title = {Topological insulators beyond the Brillouin zone via Chern parity},
author = {Andrew M. Essin and J. E. Moore},
journal= {arXiv preprint arXiv:0705.0172},
year = {2009}
}
备注
12 pages, 10 figures