Пограничные состояния
В физике — краевые состояния это топологически защищенные электронные состояния, которые существуют на границе материала и системы не могут быть удалены без нарушения симметрии . [1] [2]
Фон
[ редактировать ]
В физике твердого тела , квантовой механике , материаловедении , физической химии и других дисциплинах мы изучаем электронную зонную структуру материалов, в первую очередь, основываясь на величине запрещенной зоны , зазоре между верхними занятыми валентными зонами и нижними незанятыми зонами проводимости. Мы можем представить возможный уровень энергии материала, который обеспечивает дискретные значения энергии всех возможных состояний, на диаграмме профиля энергии, решив гамильтониан системы. Это решение обеспечивает соответствующие собственные значения энергии и собственные векторы . Судя по собственным значениям энергии, зона проводимости представляет собой состояния с высокой энергией (E>0), а валентная зона — состояния с низкой энергией (E<0). В некоторых материалах, например, в графене и зигзагообразной графеновой квантовой точке , помимо зон проводимости и валентной зоны существуют энергетические состояния, собственные значения энергии которых точно равны нулю (E=0). Эти состояния называются краевыми состояниями, которые существенно изменяют электронные и оптические свойства материалов. [3] [4] [5] [6]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Ким, Сонмин; Швенк, Йоханнес; Уолкап, Дэниел; Цзэн, Ихан; Гахари, Фереште; Ле, Сон Т.; Слот, Марлу Р.; Бервангер, Джулиан; Бланкеншип, Стивен Р.; Ватанабэ, Кендзи; Танигучи, Такаши; Гиссибль, Франц Дж.; Житенев Николай Б.; Дин, Кори Р.; Строшио, Джозеф А. (14 мая 2021 г.). «Крайние каналы квантовых состояний Холла с нарушенной симметрией в графене, визуализированные с помощью атомно-силовой микроскопии» . Природные коммуникации . 12 (1): 2852. arXiv : 2006.10730 . Бибкод : 2021NatCo..12.2852K . дои : 10.1038/s41467-021-22886-7 . ISSN 2041-1723 . ПМК 8121811 . ПМИД 33990565 .
- ^ Янг, А.Ф.; Санчес-Ямагиши, доктор юридических наук; Хант, Б.; Чой, Ш.; Ватанабэ, К.; Танигучи, Т.; Ашури, Колорадо; Харильо-Эрреро, П. (2014). «Настраиваемое нарушение симметрии и спиральный краевой транспорт в состоянии Холла квантового спина графена» . Природа . 505 (7484): 528–532. arXiv : 1307.5104 . Бибкод : 2014Natur.505..528Y . дои : 10.1038/nature12800 . ПМИД 24362569 . S2CID 4457581 .
- ^ Яо, Ван; Ян, Шэнъюань А.; Ню, Цянь (2009). «Граничные состояния в графене: от плоскозонных режимов с зазорами к киральным режимам без зазоров» . Письма о физических отзывах . 102 (9): 096801. arXiv : 0810.2101 . Бибкод : 2009PhRvL.102i6801Y . doi : 10.1103/PhysRevLett.102.096801 . ПМИД 19392547 . S2CID 19448672 .
- ^ Плотник, Йонатан; Рехтсман, Микаэль К.; Сун, Даохун; Генрих, Матиас; Цойнер, Юлия М.; Нольте, Стефан; Люмер, Яаков; Малкова, Наталья; Сюй, Цзинцзюнь; Самейт, Александр; Чен, Чжиган; Сегев, Мордехай (2014). «Наблюдение нетрадиционных краевых состояний в «фотонном графене» » . Природные материалы . 13 (1): 57–62. arXiv : 1210.5361 . Бибкод : 2014NatMa..13...57P . дои : 10.1038/nmat3783 . ПМИД 24193661 . S2CID 26962706 .
- ^ Сюй, Би-Е; Сюй, Ли-Хуа; Чэнь, Вэй, Хэн; Ван, Цю, Чэн-Вэй (2023) . Топологические нанофотонные схемы Ландау-Зинера» . Advanced Photonics . 5 (3): 036005. Bibcode : 2023AdPho...5c6005X . doi : 10.1117/1.AP.5.3.036005 . S2CID 259042052 .
- ^ «Генерация высоких гармоник, управляемая краевыми состояниями в треугольных квантовых точках» . Физический обзор B . дои : 10.1103/PhysRevB.108.115434 . S2CID 263186399 .