1.拓扑绝缘体的研究现状
拓扑绝缘体研究现状:
第一代, HgTe量子井
第二代, BiSb 合金
第三代, Bi2Se3, Sb2Te3, Bi2Te3 等化合物
从理论上说,拓扑绝缘体是由电荷的U(1)对称性以及时间反演对称性共同保护的拓扑态。只要U(1)对称性和时间反演对称性同时存在,拓扑绝缘体的边缘态就一定是非平庸的,并且,这样的边缘态绝对不能在有同样对称性的低维度系统中实现。在理论上人们已经意识到,其他的对称性同样可以保护类似的拓扑绝缘体(或者拓扑超导体,取决于对称性中是否包括电荷的U(1)对称性)。并且,从2009年以来,人们已经对没有相互作用的费米子系统的所有拓扑绝缘体或者拓扑超导体进行了成功分类。2011年以来,拓扑绝缘体的概念已经被拓展成为一个更为宽泛的概念:symmetry protected topological states. 目前,凝聚态理论物理学界已经对各个维度的玻色子系统中的symmery protected topological states进行了较为完整的分类。但是对于所有维度的有强相互作用的费米子系统中symmetry protected topological states的分类还没有最后完成。
从现象上说,拓扑绝缘体有其他绝缘体所不具备的特殊性质。比如,根据理论预测,三维拓扑绝缘体与超导体的界面上的vortex core中将会形成零能majorana 费米子,这一特点有可能实现拓扑量子计算。
2.拓扑绝缘体的介绍
按照导电性质的不同,材料可分为“导体”和“绝缘体”两大类;而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,“绝缘体”和“导体”还可以进行更细致的划分。拓扑绝缘体就是根据这样的新标准而划分的区别于其他普通绝缘体的一类绝缘体。因而,拓扑绝缘体的体内与人们通常认识的绝缘体一样,是绝缘的,但是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态,这是它有别于普通绝缘体的最独特的性质。这样的导电边缘态在保证一定对称性(比如时间反演对称性)的前提下是稳定存在的,而且不同自旋的导电电子的运动方向是相反的,所以信息的传递可以通过电子的自旋,而不像传统材料通过电荷来传递。
3.拓朴绝缘体的理论是什么
还是看原文!y1ding(站内联系TA)Originally posted by chimegreen at 2009-12-6 20:07:A tunable topological insulator in the spin helical Dirac transport regime /Topological surface states protected from backscattering by chiral spintexture拓扑绝缘体是这样一些材料,在它们当中,一种被称为“自旋-轨道耦合”的相对论效应产生一个大的绝缘带,同时产生狄拉克类表面状态,后者与被称为“石墨稀”的、人们已经研究很多的碳的二维片状结构的相对论粒子相似。
与“石墨稀”中的传统狄拉克费米子不同的是,理论表明,这种新的二维表面状态有一个内在的净角动量或自旋,该净角动量或自旋可能因拓扑结构而受到保护,不会发生散射,这是自旋电子学和量子计算中人们非常想得到的一个性能。 现在,两个小组报告说,这个预测是正确的。
Hsieh等人利用具有自旋和动量分辨能力的光谱成像方法,来确认一个基于铋的拓扑绝缘体中“石墨稀” 类状态的自旋-偏振性质,发现通过化学操纵可在“拓扑输送体系”(在该体系中散射受到抑制)对其进行调控。 Roushan等人利用扫描隧道显微镜和角分辨光发射电子显微镜发现,尽管存在较强的原子尺度的紊乱,但具有相反动量和相反自旋的表面状态之间的背向散射是不存在的,这对自旋电子学和量子计算应用来说都是一个有用的性能。
4.哪位大牛进来科普一下拓扑绝缘体吧
照电子态结构的不同,传统意义上的材料被分为“金属”和“绝缘体”两大类。
而拓扑绝缘体是一种新的量子物质态,完成不同于传统意义上的“金属”和“绝缘体”。这种物质态的体电子态是有能隙的绝缘体,而其表面则是无能隙的金属态。
这种无能隙的表面金属态也完全不同于一般意义上的由于表面未饱和键或者是表面重构导致的表面态,【拓扑绝缘体的表面金属态完全是由材料的体电子态的拓扑结构所决定,是由对称性所决定的,与表面的具体结构无关】。也正是因为该表面金属态的出现是有对称性所决定的,他的存在非常稳定,基本不受到杂质与无序的影响。
除此之外,【拓扑绝缘体的基本性质是由“量子力学”和“相对论”共同作用的结果,由于自旋轨道耦合耦合作用,在表面上会产生由时间反演对称性保护的无能隙的自旋分辨的表面电子态】。这种表面态形成一种无有效质量的二维电子气(与有效质量近似下的二维电子气完全不同:例如广泛使用的场效应晶体管中的二维电子气),它需要用狄拉克方程描述,而不能用薛定谔方程。
正是由于这些迷人的重要特征保证了拓扑绝缘体将有可能在未来的电子技术发展中获得重要的应用,有着巨大的应用潜在。寻找具有足够大的体能隙并且具有化学稳定性的强拓扑绝缘体材料成为了人们目前关注的重要焦点和难点。
5.科学网外尔半金属和拓扑绝缘体的区别
扑绝缘体是一种新的量子态,它的体态存在一个能隙,表现出普通绝缘体的特征;但是在表面上存在贯穿能隙的狄拉克色散形式的表面态,表现出金属的特征。
在本论文中,作者主要讨论三种拓扑绝缘体材料及其与之相关的一些新奇量子现象。 首先,详细讨论了PbTe,Bi2Se3,β-Ag2Te这三种拓扑绝缘体材料。
证实了在一定厚度的PbTe薄膜中可以实现量子自旋霍尔效应,通过第一性原理计算和模型分析,本文还发现PbTe薄膜的拓扑性质会随着薄膜厚度的变化在平庸和非平庸间振荡。Bi2Se3系列材料是新发现的强拓扑绝缘体,它在T点具有一个狄拉克色散形式的表面态,本文。
6.(24分)阅读下列材料,结合所学知识回答问题材料一 电脑运行中
试题答案:(1)①实践是认识发展的动力。
认识产生于实践的需要,人们在半导体和信息产业发展中遇到了电脑散热的问题,提出了新要求,推动人们去进行新的探索和研究。(4分) ②实践的发展为人们提供了日益完备的认识工具,延伸了人类的认识器官,促进人类认识的发展。
世界一流的实验室及研究中采用了分子束外延等先进方法以及生长的新材料为最终实现反常霍尔效应的发现提供了条件。(4分)③人类在改造客观世界的同时也改造自己的主观世界,从而推动认识的不断深化。
反常霍尔效应的发现解决了电脑散热的问题,推动信息技术巨大的进步,也证明了中国人是能够做出世界一流实验的。 (4分)(2)①人能够能动的认识世界。
(2分)意识具有目的性、计划性、自觉选择性和主动创造性,能按照规律在思维中进行创造。(3分)②人能够能动的改造世界。
(2分)意识对改造世界有指导作用,意识能通过实践把观念的东西变成现实的东西,人能够创造打印技术,打印各种产品。 (3分)③只有意识是不够的,还需要相应的物质条件。
(2分)。
7.科学网外尔半金属和拓扑绝缘体的区别
扑绝缘体是一种新的量子态,它的体态存在一个能隙,表现出普通绝缘体的特征;但是在表面上存在贯穿能隙的狄拉克色散形式的表面态,表现出金属的特征。
在本论文中,作者主要讨论三种拓扑绝缘体材料及其与之相关的一些新奇量子现象。 首先,详细讨论了PbTe,Bi2Se3,β-Ag2Te这三种拓扑绝缘体材料。
证实了在一定厚度的PbTe薄膜中可以实现量子自旋霍尔效应,通过第一性原理计算和模型分析,本文还发现PbTe薄膜的拓扑性质会随着薄膜厚度的变化在平庸和非平庸间振荡。Bi2Se3系列材料是新发现的强拓扑绝缘体,它在T点具有一个狄拉克色散形式的表面态,本文。
8.网络拓扑结构论文关于计算机网络拓扑结构的论文
浅析信息技术与城市规划的关系 [摘要]对城市规划和信息技术进行界定问题以及对城市人居环境建设的互动作用。
把握当前城市信息化建设的机遇,推动城市人居环境建设,应用当前关键信息技术,促进城市环境建设的研究和科学决策。 [关键词]城市规划 信息技术 多层次 类型数据 GIS RS 一、引言 城市信息化建设是城市现代化建设的龙头,城市现代化建设是城市信息化建设的主体。
党中央、国务院把大力推进国民经济和社会信息化确立为覆盖现代化建设全局的战略举措。国家信息化正在从领域信息化、区域信息化、企业信息化、社会信息化等各方面、各层次展开和深化。
显然,区域信息化不能走“以农村包围城市”的道路,而是走“以城市辐射农村,以城市带动农村”的道路,于是,城市信息化就成了区域信息化的核心和龙头。 另一方面,我国在加快农村城镇化和城市现代化建设过程中,城市信息化建设将成为中国城市发展的新主题与新动力,成为解决城市发展中所面临诸多难题的有效手段。
可以说,城市现代化建设与城市信息化建设将日益水乳交融,密不可分。下面我就浅谈一下城市规划与信息技术之间的一些关系。
二、城市规划理念的转变 改革开放以来,我国在持续多年经济高速增长的背景下,城市化进程突飞猛进,许多城市面貌发生了翻天覆地的变化。时代已对城市规划提出了更新、更高的要求。
我国城市规划领域为适用这种要求,目前正发生着四个方面的变化: 1) 静态规划向动态规划发展 长期以来,我国城市规划主要进行的是以土地利用控制为核心的物质形态设计,关注的是既定蓝图的实现,而忽视了城市规划对城市开发过程的调控作用。 规划缺乏对实施的可行性论证和评估,造成规划目标过于僵硬、实施中可操作性不足,加上缺乏必要的理论指导,造成了许多规划就事论事,在事实上成了一种短期行为或局部行为。
当传统规划试图用静态的图纸来解决动态的实际问题遭到失败时,现代规划开始倡导从“方案”到“过程”的转变,强调规划是一种动态发展与整体协调发展的过程。 将规划理解成是“动态的过程”,一方面是因为规划面对的城市和城市问题在不断变化,另一方面也由于参与的决策的各个方面对城市问题的态度在不断改变。
同时,现代规划还强调规划中软性指标的运用,使规划在实施时更具弹性。 2) 从物质规划转向社会经济发展规划 物质文明和精神文明是社会文明的两个组成部分,任一部分的薄弱或缺乏都会阻碍社会进步。
城市规划是社会发展规划的一种形式,理应对这两方面都给与重视,但传统的规划却只注重物质部分,而忽视了人作为一个社会个体的物质与精神需求。规划的“以人为本”不仅指要考虑人的衣食住行等基本物质需求,还要考虑人的文化、艺术、游憩、政治等精神方面的需求,而且随着收入水平的提高,人们在精神方面的追求大大加强。
这就要求在规划中必须全面考虑人的各种需求,要将政府中社会经济各个部门的发展融入到城市规划之中。 3) 由专家审查到公众参与规划 我国规划审查制度长期采取专家评审方式。
由于专家们未必对规划区域很熟悉,因而很难发现规划中的隐患。城市规划涉及公众利益,故而不应只是少数“智者”做出决定该怎么办,而应由社会主要利益集团的格局所决定。
当集团利益发生冲突时,专家们往往会考虑采取折中方案,此时,若有更广泛的社会各阶层的参与,问题的解决就会更合理、更公平。 4) 规划实施由行政管理向法制化迈进 “有规划却难以实施”是困扰我国规划工作的一个主要问题。
究其原因,其中之一就是缺乏必要的规划实施保障。 过去,我国基本上是将城市规划作为一项行政制度而予以实施,因而规划管理者权利很大,容易滋生各种弊端。
1989年我国通过了《中华人民共和国城市规划法》(以下简称《城市规划法》),城市建设的法制化进程向前迈进了一步,但目前的规划法规与监督机制还远远不够完善。 当前,在市场经济条件下,经济发展因市场的方向和速度变化而变化,城市规划作为政府行为,必须灵敏地回应经济增长所提出的不同要求,这种回应就要反映在城市规划法律和法规中。
随着世界经济进入全球化时代,城市在全球经济网络中将发挥着更为重要的节点作用。 各国政府都在极力改善城市的投资环境,吸引全球资本。
这些资本直接关系到城市的兴衰。而城市建设基本法制是可以为加强城市竞争实力服务的。
三、城市规划对信息技术的要求 随着观念的转变,城市规划领域对规划与管理信息的处理有了更高的要求,具体表现在以下四个方面: 1) 类型数据的处理与综合 城市规划与管理涉及地理要素和资源、环境、社会经济等多种类型的数据。 这些数据在时相上是多相的、结构上是多层次的,性质上又有“空间定位”与“属性”之分,既有以图形为主的矢量数据,又有以遥感图像为源的栅格数据,还有关系型统计数据,并且随着城市社会的发展,数据之间的关系将变得更为复杂,对统计数据与现状图件的综合现代规划与规划管理结合的更加紧密,规划设计正逐渐摆脱“墙上挂挂”的窘境,而且从总体规划到详细规划层层深入、互相衔接,最终必须落。
9.拓扑绝缘体线性磁电阻现象有哪些
拓扑绝缘体线性磁电阻现象如图2所示,在很大温度范围内,即使外场加到14T,仍显示不饱和趋势。
通过研究不同致密度的薄膜材料,发现在很大迁移率范围内,线性磁电阻和材料迁移率间存在普遍关系,即同一材料中,磁电阻和迁移率都随温度增加而减小(图3左)。而不同致密度薄膜材料中,磁电阻和迁移率成正比关系,而且磁电阻越小,迁移率也越小(图3右)。
这些结果说明迁移率的涨落导致了典型线性磁电阻,这与Parish和Littlewood提出的理论完全吻合。有关Bi2Te3薄膜的研究结果提供了明确证据,证实材料物理上或结构上不均匀性是线性磁电阻的来源,并且为控制拓扑绝缘体材料磁电阻提供新的方法。
相关研究结果发表在Nano Letter 14 (2014) 6510。 拓扑绝缘体:按照导电性质的不同,材料可分为“导体”和“绝缘体”两大类;而更进一步,根据电子态的拓扑性质的不同,“绝缘体”和“导体”还可以进行更细致的划分。
拓扑绝缘体就是根据这样的新标准而划分的区别于其他普通绝缘体的一类绝缘体。因而,拓扑绝缘体的体内与人们通常认识的绝缘体一样,是绝缘的,但是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态,这是它有别于普通绝缘体的最独特的性质。
这样的导电边缘态在保证一定对称性(比如时间反演对称性)的前提下是稳定存在的,而且不同自旋的导电电子的运动方向是相反的,所以信息的传递可以通过电子的自旋,而不像传统材料通过电荷来传递。 磁电阻效应,全称磁致电阻变化效应,对通电的金属或半导体施加磁场作用时会引起电阻值的变化。
磁电阻效应于1851年首先发现磁电阻效应;他先用铁片做实验,发现:当电流的方向和磁场的方向相同时,电阻增大;而电流方向与磁场方向成90度时,则减小。最近研究发现,多层器件出现巨磁电阻,庞大(Colossal)磁电阻和隧道(Tunnel)磁电阻材料。
在大多数金属中,电阻率的变化值为正,而过渡金属和类金属合金及饱和磁体的电阻率变化值为负。磁敏电阻元件主要用来构造位移传感器、转速传感器、位置传感器和速度传感器等。