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拓扑绝缘体的神奇世界(1)

作者:卢海昌 来源:环球科学 时间:2018-12-07 09:16 阅读:19123 [投稿]
拓扑绝缘体是凝聚态物理近几年的热点。这些材料拥有奇异的物理效应,即表面导电但是内部绝缘。

拓扑绝缘体是凝聚态物理近几年的热点。这些材料拥有奇异的物理效应,即表面导电但是内部绝缘。那究竟什么是拓扑绝缘体?为何它拥有这种奇异的特性? 

我们所说的拓扑绝缘体在概念上与普通的绝缘体是对立的。但拓扑相变可以让普通绝缘体变成拓扑绝缘体,也可以让一个类型的拓扑绝缘体变成另一种类型的拓扑绝缘体。

什么是拓扑相变

一般来说,物质的相与物质的对称性有着密切的联系。普通的相变意味着对称性的改变。举个简单的例子,水有三种常见的相:冰,液态水,水蒸气。冰具有晶体结构,一般呈现六角晶格。这种六角晶格拥有空间平移对称性,因为晶格是周期性的,此外还有旋转加镜像对称性。冰晶体的空间群为P63cm,对应的12种对称性不变操作参见下图。


晶体冰


晶体冰的空间群

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18765948076:(2018-12-07)

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