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초전도체, 초 유체 또는 광자 (광자 소용돌이)에서 유도 된 deffects에 의해 만들어진 소용돌이.
livescience의 헬륨 “토네이도”일러스트레이션 (2Mega rpm!)
초전도체에서 각 기공은 외부 자기장 (플레이트에 수직)에 반응하는 초 전류 루프입니다.
전류 루프 및 주사 현미경 감지에 대한 세부 정보
답변
이것은 처음에 이론적으로 제안 된 후 나중에 실험적으로 검증 된 응축 물 물리학의 특수 연구 분야 중 하나였습니다. 양자 홀 효과에서는 외부의 거대한 자기장과 저온이 절대적으로 필요하지만 QSH는 외부 자기장을 적용하지 않는 양자 홀 효과의 특별한 경우입니다. 여기서 스핀 궤도 커플 링은 중요한 역할을하며 우리가 얻는 표면의 결과 전류는 정상적인 전자 전류가 아닌 스핀 전류입니다. 상대 론적으로 속도 v의 하전 입자는 전기장을 부분적으로 자기장으로 본다. 전자는 스핀과 스핀을 전달하기 때문에 실제로 축퇴를 높이고 에너지 레벨을 분할하는이 자기장을 경험하므로 SO 결합은 표면적으로 자기장의 역할을하며,이 상태는 틈이없는 표면 상태를 가진 벌크에서 절연됩니다. 표면 상태를 일으키는 것은 무엇입니까? 전혀 간단하지 않습니다. 실제로 벌크에 존재하는 제로 에너지 모드로 이어지는 토폴로지의 결과입니다. 이것은 Dirac 방정식 “의 음수 및 포지티브 에너지 상태에서 잘 설명되었습니다. 그러나 Simple Dirac 방정식은이 두 상태 사이에 존재하는 완전한 대칭성 때문에”별로 도움이되지 않습니다. 수학적 언어에서 나는 Dirac 설명에서 그들 사이에 토폴로지 차이가 없다고 말할 수 있습니다. 표면 상태를 얻기 위해 사람들은 Dirac 방정식에서 다양한 수정을 시도하고 갭에서 0 에너지의 존재를 알려주는 고유 상태를 알아 냈습니다. 이제 이들의 수많은 놀라운 속성을 설명 할 수있는 상당히 무거운 이론적 모델이 있습니다. 흥미로운 시스템. 평신도 측면에서 위상 불변이란 밴드 갭을 닫고 여는 것이 시스템을 방해하지 않고 연속적이어야 함을 의미합니다. 고체 상태에서 밴드 갭을 닫는 것은 도체쪽으로가는 것을 의미하고 밴드 갭을 여는 것은 인슈 얼터를 얻는 것을 의미합니다. 따라서 기본적으로이 특수한 경우는 표면 상태로 이어지는 전도대와 원자가 대 사이의 연결을 설정합니다. 우리는 무언가가 부정적에서 긍정적으로 바뀌는 것처럼 생각할 수 있습니다. 그것은 어딘가에 0을 통과해야합니다. 따라서 이러한 제로 모드는 상태의 존재에 대한 증거입니다. 또한 이러한 표면 상태 / 에지 상태 (2D의 에지 상태, 3D의 표면 상태)는 모든 에너지 고유 상태에 대해 시간 반전 상태가 동일한 에너지의 고유 상태임을 나타내는 시간 반전 불변입니다. 특히 스핀 1/2 시스템에 대한 고전 역학에서 시간의 화살표를 두 번 뒤집 으면 모든 것이 자체로 돌아 가야하지만 양자 시스템에서 반 정수 스핀의 경우 2 \ pi의 회전은 -1을 의미합니다. 또한, Kramers에 의해 주어진 정리는 벡터 k로 특징 지워지는 상태가 -k로 특징 지워지는 상태로 퇴화된다는 것은 반대 방향으로 이동하는 것을 의미하며, 이는 시간이 거꾸로되는 것과 동일합니다. E (k, \ uparrow) = E (-k, \ downarrow) 시간을 역전시키면서 우리는 두 개의 전자를 kramers 쌍으로 교환하고이 두 복사본은 자기장을 역 전파 방향으로 보므로 하나는 스핀 업하고 다른 하나는 스핀 다운 전자를 갖는 두 개의 에지 상태가됩니다. 이 새로운 종류의 물질 단계를 에지 상태를 가진 토폴로지 절연체라고하며 시간 반전 대칭을 대량 보존하는 절연체입니다.이 주제에 대한 놀라운 리뷰 기사가 있습니다.
1. 토폴로지 절연체 및 초전도체 by Zhang and Xiao Liang Qi 2. Colloquium by Kane and Hasan Xi Xiao Liang Qi의 “Introduction to topological order”에 대한 논문