新型絕緣環表面展現出令人驚嘆的性能

材料牛注：來自米納斯吉拉斯州維索薩和巴西的聯邦大學的研究者們發現了絕緣環表面令人驚嘆的性能，表明其在電子器件方面有潛在的應用，并將進一步研究如何更好的控制其機制。

拓撲絕緣體表現為內部絕緣而表面有很好的導電性。這些特點歸功于分別在2007年和2009年在2D和3D材料中發現的新的量子態。科學家們研究環狀或環形圓紋曲面、拓撲絕緣體，發現了先前在球形絕緣體中證實的特征。來自米納斯吉拉斯州維索薩和巴西的聯邦大學的Jakson Fonseca，與同事們一起在一篇文章中描述了他們的發現，該文章發表在EPJ B上。這些研究結果表明其在電子器件方面有潛在的應用。確實，這項發現意味著曲面引起內部場，稱為計量場，攜帶電荷的電子位于表面。與此相反，在石墨烯中，類似的場由機械張力或碳原子排列于單原子厚度蜂窩狀晶格中的缺陷引起的。作者們調查了在環狀表面帶一個電荷的顆粒是否具有該特征，被稱為相對論質量線性譜。在2012年，一個日本的團隊通過在一個球體上的研究，對此做了部分回應。為了明白絕緣體表面上發生了什么，他們使用了一個基于微分幾何學的數學方法。

在這項工作中，作者們表明在環狀材料中相對論譜仍與球狀材料中的相同。具體來說，作者們表明了在環狀拓撲絕緣體表面有一個零能量狀態。他們也發現了曲率效應引起了電荷載體和變化的高斯曲率間的耦合，類似于同計量場的耦合。這種耦合負責電子自旋的兩種不同類型量子力學行為（稱為Berry相位）和在圓環中心引起的一系列磁單極。

接下來的工作是進一步研究如何更好的控制這些在拓撲絕緣體中引起表面載體的計量場的機制。

原文參考地址：http://esciencenews.com/articles/2016/06/29/surprising.qualities.insulator.ring.surfaces

本文由材料人編輯部顧玥提供素材，朱星燁編譯。

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