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lfaitaoyao金蟲 (著名寫手)
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[交流]
中國(guó)科大等在拓?fù)浣徊纥c(diǎn)反常電流分配規(guī)則研究中獲進(jìn)展
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近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室喬振華教授研究組與國(guó)內(nèi)外研究人員合作，在拓?fù)浣徊纥c(diǎn)反常電流分配規(guī)則的理論研究上取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在5月20日出版的《物理評(píng)論快報(bào)》上 。 拓?fù)淞孔討B(tài)及相關(guān)效應(yīng)（如拓?fù)浣^緣體、量子反�；魻栃�(yīng)、量子谷霍爾效應(yīng)等）是當(dāng)前凝聚態(tài)物理和材料物理領(lǐng)域的一大研究熱點(diǎn)。其主要特點(diǎn)是材料的體態(tài)是絕緣的，但是在邊界上存在受拓?fù)浔Ｗo(hù)的導(dǎo)電邊緣態(tài)。一般來(lái)講，實(shí)驗(yàn)制備出的材料中通常并非只存在一種拓?fù)淞孔討B(tài)。如圖a所示，實(shí)際的體系中可能包括多個(gè)具有相反拓?fù)鋺B(tài)的區(qū)域。在兩個(gè)具有相反拓?fù)淞孔討B(tài)的區(qū)域的界線上，可以形成具有零彎曲阻力特性的拓?fù)涫芟抟痪S電子態(tài)。喬振華和合作者前期發(fā)現(xiàn)該拓?fù)涫芟揠娮討B(tài)，由于手型傳輸性質(zhì)和較寬的波函數(shù)分布而呈現(xiàn)零彎曲阻力特性。一個(gè)很現(xiàn)實(shí)且有趣的問(wèn)題是：在拓?fù)浣徊纥c(diǎn)處入射的電流將會(huì)如何傳輸與分配？ 研究人員以基于雙層石墨烯的由四端口構(gòu)成的最小拓?fù)浣徊纥c(diǎn)系統(tǒng)為范例，通過(guò)數(shù)值計(jì)算發(fā)現(xiàn)在交叉點(diǎn)處出射電流遵守一個(gè)僅依賴于體系幾何構(gòu)型的分配率。如圖b所示，由于拓?fù)涫芟揠娮討B(tài)的的手型傳輸特征，右端入射電流反而不能沿著左導(dǎo)線直接向前出射，但可沿相鄰的上下兩通道轉(zhuǎn)過(guò)直角而出射。由于入射電流是垂直入射，系統(tǒng)的本征對(duì)稱性保證了上下出射的幾率相同。然而當(dāng)入射方向不垂直時(shí)，大部分出射電流反而傾向于沿著旋轉(zhuǎn)角大的方向傳輸（如圖c和圖d所示）。此外，雖然左邊導(dǎo)線不參與電流出射，但是其空間相對(duì)位置卻可極大地影響出射電流的分配。簡(jiǎn)單的理論分析表明，這種反常電流分配特性主要源于入射和出射電子通道的波函數(shù)的空間重疊效應(yīng)以及沿著四條導(dǎo)線的拓?fù)涫芟揠娮討B(tài)的干涉效應(yīng)。 此項(xiàng)研究將有利于促進(jìn)基于拓?fù)浣徊婢W(wǎng)絡(luò)的低耗散電流分流器以及量子干涉元器件的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 上述工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、中國(guó)科學(xué)院“百人計(jì)劃”等資助。 [ 發(fā)自手機(jī)版 http://www.gaoyang168.com/3g ] |
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