拓扑材料中的量子输运特性研究

基本信息
批准号:11674028
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:刘海文
学科分类:
依托单位:北京师范大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:陈华,唐慧敏,王连伟
关键词:
量子反常霍尔效应拓扑半金属杂质效应激子凝聚退相干效应
结项摘要

Topological systems have generated great research interest due to the exotic electronic properties. Based on our previous research experience and current experimental findings, we propose to systematically study the quantum transport properties of topological semimetals and two dimensional topological systems. The whole project consists of three parts: (i) explaining the anomalous transport behaviors of topological semimetals, which includes the high mobility property, the quantum magneto-resistance under quantum limit and the exotic role of electron-hole interaction in topological semimetals; (ii) figuring out the microscopic origin of spin dephasing mechanism in quantum spin Hall systems and studying electron-electron interaction induced normal dephasing in quantum anomalous Hall systems; (iii) providing a complete interpretation for why quantum anomalous phase only exists under ultra-low temperature. We hope our studies can not only provide physical explanations for the exotic transport properties of these topological systems, but can also shed light on further experimental studies.

拓扑材料体系拥有奇特的电子特性,因而近年来吸引了研究者广泛的兴趣。基于我们过于的研究经历和近期实验的相关进展,我们计划系统研究拓扑半金属和二维拓扑材料体系中的量子输运特性,具体包括以下三个方面:(1)试图解释实验上发现的拓扑半金属的诸多奇特的输运特性,例如高迁移率、量子极限下的磁阻、电子-空穴共存的拓扑半金属的输运特性等;(2)试图给出量子自旋霍尔效应体系中自旋退相干的微观机制,并进一步研究量子反常霍尔效应体系中电子-电子相互作用引起的退相干效应;(3)针对“为何量子反常霍尔效应仅能在极低温下被观测到?”这个问题,给出合理的物理解释。我们希望通过该项目的研究,不仅可以对拓扑材料体系的多项奇特的输运性质给出合理的物理解释,同时也希望可以为将来的实验提供参考建议。

项目摘要

在本项目研究中,我们围绕拓扑材料中的量子输运特性,结合具体材料、结合实验,对体系在输运和杂质诱导的量子相变等方面的物理性质进行了系统性的研究。我们阐明了拓扑半金属中对数周期振荡与离散标度不变性。此外,基于拓扑材料体系输运性质的理论研究基础,我们阐明了二维伊辛类超导体的微观机理。基于这些研究取得了一系列国际一流的学术成果,累计发表SCI论文23篇(3篇为国产期刊论文),其中Science 2篇,Phys. Rev. Lett. 4篇、Phys. Rev. X 1篇、Science Advances 1篇、Nature Communications 2篇,National Science Review 2篇,Phys. Rev. B 10篇。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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