什麼是拓撲絕緣體?
什麼是拓撲絕緣體
簡介 拓撲絕緣體是一種新的量子物質態，完全不同於傳統意義上的“金屬”和“絕緣體”.這種物質態的體電子態是有能隙的絕緣體，而其表面則是無能隙的金屬態。福種無能隙的表面金屬態也完全不同於一般意義上的由於表面未飽和鍵或者是表面重構導致的表面態，拓撲絕緣體的表面金屬態完全是由材料的體電子態的拓撲結構所決定，是由對稱性所決定的，與表面的具體結構無關。也正是因為該表面金屬態的出現是有對稱性所決定的，它的存在非常穩定，基本不受到雜質與無序的影響。性質 其體電子態為絕緣態，但是在其表面卻有自旋相關的導電通道，這意味著拓撲絕緣體在自旋電子學有潛在的應用前景。另外，在一個超導體附近的拓撲絕緣體可以產生滿足非阿貝爾（非對易）統計的激子——馬拉約那費米子。由於非阿貝爾粒子的拓撲性質受對稱性保護，不會由於微小擾動而使量子態退相干，從而導致導致計算錯誤，這使得拓撲絕緣體可以用於量子計算。 優點 拓撲絕緣體材料有著獨特的優點：首先，這類材料是純的化學相，非常穩定且容易合成；第二，這類材料表面態中只有一個狄拉克點存在，是最簡單的強拓撲絕緣體，這種簡單性為理論模型的研究提供了很好的平臺；第三，也是非常吸引人的一點，該材料的體能隙是非常大的，特別是Bi2Se3，大約是0.3電子伏（等價於3600K），遠遠超出室溫能量尺度，這也意味著有可能實現室溫低能耗的自旋電子器件。 這些重要特徵保證了拓撲絕緣體將有可能在未來的電子技術發展中獲得重要的應用，有著巨大的應用潛力。尋找具有足夠大的體能隙並且具有化學穩定性的強拓撲絕緣體材料，成為人們目前關注的重要焦點和難點。祝您快樂每一天！(*^__^*) 嘻嘻……！
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用通俗的話說說什麼是拓撲絕緣體？
拓撲絕緣體是一種特殊的絕緣體，它的內部和普通的絕緣體一樣，不導電，但是在表面，存在著電子躍遷到導帶，使表面導電。內部不導電，外部導電。
拓撲絕緣體的介紹
按照導電性質的不同，材料可分為“導體”和“絕緣體”兩大類；而更進一步，根據電子態的拓撲性質的不同，“絕緣體”和“導體”還可以進行更細緻的劃分。拓撲絕緣體就是根據這樣的新標準而劃分的區別於其他普通絕緣體的一類絕緣體。因而，拓撲絕緣體的體內與人們通常認識的絕緣體一樣，是絕緣的，但是在它的邊界或表面總是存在導電的邊緣態，這是它有別於普通絕緣體的最獨特的性質。這樣的導電邊緣態在保證一定對稱性（比如時間反演對稱性）的前提下是穩定存在的，而且不同自旋的導電電子的運動方向是相反的，所以信息的傳遞可以通過電子的自旋，而不像傳統材料通過電荷來傳遞。
拓撲絕緣體的研究現狀
拓撲絕緣體研究現狀：第一代， HgTe量子井第二代， BiSb 合金第三代， Bi2Se3， Sb2Te3， Bi2Te3 等化合物從理論上說，拓撲絕緣體是由電荷的U(1)對稱性以及時間反演對稱性共同保護的拓撲態。只要U(1)對稱性和時間反演對稱性同時存在，拓撲絕緣體的邊緣態就一定是非平庸的，並且，這樣的邊緣態絕對不能在有同樣對稱性的低維度系統中實現。在理論上人們已經意識到，其他的對稱性同樣可以保護類似的拓撲絕緣體（或者拓撲超導體，取決於對稱性中是否包括電荷的U(1)對稱性）。並且，從2009年以來，人們已經對沒有相互作用的費米子系統的所有拓撲絕緣體或者拓撲超導體進行了成功分類。2011年以來，拓撲絕緣體的概念已經被拓展成為一個更為寬泛的概念：symmetry protected topological states. 目前，凝聚態理論物理學界已經對各個維度的玻色子系統中的symmery protected topological states進行了較為完整的分類。但是對於所有維度的有強相互作用的費米子系統中symmetry protected topological states的分類還沒有最後完成。 從現象上說，拓撲絕緣體有其他絕緣體所不具備的特殊性質。比如，根據理論預測，三維拓撲絕緣體與超導體的界面上的vortex core中將會形成零能majorana 費米子，這一特點有可能實現拓撲量子計算。
拓撲絕緣體kane和zhang誰的貢獻大
撲絕緣體是一種新的量子態，它的體態存在一個能隙，表現出普通絕緣體的特徵；但是在表面上存在貫穿能隙的狄拉克色散形式的表面態，表現出金屬的特徵。在本論文中，作者主要討論三種拓撲絕緣體材料及其與之相關的一些新奇量子現象。 首先，詳細討論了PbTe，Bi2Se3，β-Ag2Te這三種拓撲絕緣體材料。證實了在一定厚度的PbTe薄膜中可以實現量子自旋霍爾效應，通過第一性原理計算和模型分析，本文還發現PbTe薄膜的拓撲性質會隨著薄膜厚度的變化在平庸和非平庸間振盪。Bi2Se3系列材料是新發現的強拓撲絕緣體，它在T點具有一個狄拉克色散形式的表面態，本文
學習拓撲絕緣體需要先學好那些科目？
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哪位大牛進來科普一下拓撲絕緣體吧
照電子態結構的不同，傳統意義上的材料被分為“金屬”和“絕緣體”兩大類。而拓撲絕緣體是一種新的量子物質態，完成不同於傳統意義上的“金屬”和“絕緣體”。這種物質態的體電子態是有能隙的絕緣體，而其表面則是無能隙的金屬態。這種無能隙的表面金屬態也完全不同於一般意義上的由於表面未飽和鍵或者是表面重構導致的表面態，【拓撲絕緣體的表面金屬態完全是由材料的體電子態的拓撲結構所決定，是由對稱性所決定的，與表面的具體結構無關】。也正是因為該表面金屬態的出現是有對稱性所決定的，他的存在非常穩定，基本不受到雜質與無序的影響。除此之外，【拓撲絕緣體的基本性質是由“量子力學”和“相對論”共同作用的結果，由於自旋軌道耦合耦合作用，在表面上會產生由時間反演對稱性保護的無能隙的自旋分辨的表面電子態】。這種表面態形成一種無有效質量的二維電子氣（與有效質量近似下的二維電子氣完全不同：例如廣泛使用的場效應晶體管中的二維電子氣），它需要用狄拉克方程描述，而不能用薛定諤方程。正是由於這些迷人的重要特徵保證了拓撲絕緣體將有可能在未來的電子技術發展中獲得重要的應用，有著巨大的應用潛在。尋找具有足夠大的體能隙並且具有化學穩定性的強拓撲絕緣體材料成為了人們目前關注的重要焦點和難點。
拓撲絕緣體波函數奇偶性怎麼確定
撲絕緣體是一種新的量子態，它的體態存在一個能隙，表現出普通絕緣體的特徵；但是在表面上存在貫穿能隙的狄拉克色散形式的表面態，表現出金屬的特徵。在本論文中，作者主要討論三種拓撲絕緣體材料及其與之相關的一些新奇量子現象。
首先，詳細討論了PbTe，Bi2Se3，β-Ag2Te這三種拓撲絕緣體材料。證實了在一定厚度的PbTe薄膜中可以實現量子自旋霍爾效應，通過第一性原理計算和模型分析，本文還發現PbTe薄膜的拓撲性質會隨著薄膜厚度的變化在平庸和非平庸間振盪。Bi2Se3系列材料是新發現的強拓撲絕緣體，它在T點具有一個狄拉克色散形式的表面態，本文...
拓撲絕緣體的發現者可能獲諾貝爾獎嗎？
什麼情況
目前物理領域最前沿都在研究什麼
凝聚態
一般來說主流的，佔據物理學家中大多數的，都是屬於凝聚態，研究內容主要但不限於固體材料，我所聽聞比較多的研究是拓撲絕緣體 超導 量子霍爾效應 graphen 量子器件 半導體 納米材料 等 這幾年特別熱門的應該是graphen和拓撲絕緣體。
高能物理
粒子物理之類的都應該歸在這個方向吧
弦論什麼的。
國內做高能物理理論的以做粒子物理唯象的比較多，就是不太研究引力，主要研究強弱電磁這三種相互作用，和對撞機實驗結合。
不過楊老唱衰高能物理，因為現在的觀測都符合理論，沒有什麼新東西了
量子信息
研究量子加密量子計算量子通訊等
此外因為要在材料上實現量子計算機，所以和凝聚態也有交叉。比如量子器件做量子計算機應該也可以算這個方向 又算凝聚態方向。
還有天體物理等等不太瞭解的方向