請問自旋電子學是怎樣的乙個領域,它與拓撲絕緣體有關係嗎?

時間 2021-07-13 08:26:21

1樓:高堡名人

沒有關係。自旋電子學主要思考的是怎麼控制自旋,做成器件。拓撲絕緣體主要是研究晶體能帶的拓撲性質。風馬牛不相及。

自旋電磁學用得最多的還是磁性材料。當然了,自旋無處不在嘛,某些拓撲絕緣體說不定也可以拿來控制自旋,這可能是你覺得這兩種東西有關係的原因。

自旋可以做很多事情,比如儲存資訊,微型陀螺儀,自旋電晶體,量子位元……

沒錯,就是硬碟。這背後還有個諾獎小故事。https:

//phys.org/news/2015-09-shift-electronics-spintronics-possibilities-faster.html

自旋電晶體。https://techomat.wordpress.com/2015/10/11/spin-transistor/

自旋量子位元。https://www.fqt.unsw.edu.au/research/donor-spin-qubit-in-silicon

自旋是很迷人的物理現象,哪怕是經典的自旋:

尤拉盤,其實就是乙個大號硬幣。隨著時間的增長你會聽到聲音的頻率越來越高。https://gfycat.com/gifs/search/euler%27s+disk

chatter ring,不知道中文叫什麼。只要用手緩緩轉動大環,小環會不停地轉動下去。

陀螺。只要保持自旋,就不會倒下去。

腕力球,輕輕搖動,可以讓塑料殼裡面的轉子加速到每分鐘成千上萬轉。https://www.mexten.com/product/led-gyro-ball/

2樓:ZhY

自旋電子學也是凝聚態物理乙個非常重要的方向,自旋作為電子的另乙個屬性,相對電荷屬性而言有很多的優勢,最顯著的就是沒有焦耳熱的產生,在儲存以及半導體領域有著巨大的應用潛力,像之前的獲得諾獎的巨磁阻,龐磁阻效應已經廣泛的應用到硬碟的讀取。如果想要在半導體領域實現沒有焦耳熱的電子輸運,這可以通過乙個體系,該體系中只存在淨自旋流而不存在淨電荷流來實現,而這個體系可以在二維拓撲絕緣體體系得到很好的實現!

二維拓撲絕緣體(也就是量子自旋霍爾效應體系)其時間反演對稱性沒有被打破,所以邊界上存在自旋動量鎖定的情況,可以從圖中清晰的看到邊界上存在兩條自旋相反,傳播方向也相反的兩條電子通道,因此很好的實現了無電荷流而存在自旋流!

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