多手征荷外爾半金屬物性研究.pdf

1、多手征荷外爾半金屬可以看作動量空間中相同手征性外爾點(diǎn)的聚合態(tài)，它受點(diǎn)群對稱性保護(hù)。其低能色散關(guān)系在對稱軸方向是線性的，而在剩下的兩個(gè)方向上是高冪次的。因?yàn)橥負(fù)涮匦缘母淖?、態(tài)密度的增加、各向異性的非線性色散關(guān)系和修改的自旋動量鎖定等特性，多手征荷外爾半金屬態(tài)會呈現(xiàn)出不同于其單手征荷對應(yīng)的，獨(dú)特的光學(xué)和輸運(yùn)性質(zhì)。研究這些性質(zhì)不僅有其本身的理論意義，還可以幫助到實(shí)驗(yàn)中對多手征荷外爾半金屬態(tài)的探測。
　　本論文主要內(nèi)容如下:
　　第

2、一章中，首先對拓?fù)洳牧系呐d起與發(fā)展做了一個(gè)簡要的梳理和回顧，然后系統(tǒng)分析了狄拉克半金屬和外爾半金屬的模型及對稱性，并通過對外爾點(diǎn)拓?fù)湫再|(zhì)的討論切入到本論文的主要研究對象:多手征荷外爾半金屬。在本章的最后，針對外爾半金屬的材料預(yù)言和實(shí)驗(yàn)方法做了簡要的概述。
　　第二章中，研究了雙手征荷外爾半金屬的磁光導(dǎo)特性。在存在磁場的情況下，磁光導(dǎo)率最顯著的特征是一系列諧振峰的出現(xiàn)，而諧振峰的相應(yīng)頻率與磁場強(qiáng)度成線性關(guān)系。另外，由于各向異性色散關(guān)

3、系的影響，磁光導(dǎo)率是各向異性的，三個(gè)縱向分量中有兩個(gè)存在線性背景，剩下一個(gè)存在恒定背景。同時(shí)還分析了化學(xué)勢、溫度、雜質(zhì)散射和空穴粒子對稱破缺等對磁光導(dǎo)率的影響。此外，該推導(dǎo)方法可以一般推廣到多手征荷情況，據(jù)此可定性的給出多手征荷外爾半金屬中磁光導(dǎo)率的一些重要性質(zhì)。
　　第三章中，系統(tǒng)的研究了任意手征荷Q外爾半金屬中，兩磁性雜質(zhì)之間的Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida(RKKY)相互作用。發(fā)現(xiàn)RKKY相互作用

4、在Q≥2的情形是各向異性的，并且它對費(fèi)米能和雜質(zhì)間距的依賴由手征荷直接控制。在外爾點(diǎn)連線和垂直平面兩個(gè)方向上，相互作用的衰減分別為z-2/Q-1和ρ-3（內(nèi)稟情形分別為z-4/Q-1和ρ-Q-4）。隨著手征荷的增加，RKKY相互作用變得愈發(fā)長程和各向異性，這使得有趣的磁序更容易形成，從而可能在自旋電子學(xué)中具有重要的應(yīng)用。由于衰減指數(shù)嚴(yán)格依賴于手征荷的大小，該研究也可以作為實(shí)驗(yàn)中判斷外爾半金屬手征荷數(shù)的一個(gè)重要佐證。
　　第四章中，