基于非厄米拓扑系统的量子输运性质研究
批准号:
12074097
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
张迎涛
依托单位:
学科分类:
凝聚态物质电子结构
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张迎涛
中文摘要
自量子霍尔效应被发现以来,人们对拓扑理论的研究日益完善. 近来,科学家将电子拓扑性质的研究拓展到了非厄米量子系统. 非厄米拓扑量子系统具有许多不同于传统厄米拓扑量子系统的物理性质,例如:体态-边缘态对称性破坏,分数量子化的拓扑数和非厄米趋肤效应等. 这些奇异的拓扑特性导致了如异常的边界态局域、体态的单方向局域和非局域化的量子输运等新奇的量子输运新现象. 本课题拟对非厄米拓扑量子体系的量子输运性质进一步深入研究,重点研究PT对称及PT对称破缺时,非厄米拓扑绝缘体/拓扑超导体异质结中非局域输运对Andreev反射及交叉Andreev的影响,寻找非厄米拓扑量子系统中的稳定态,并为量子调控稳定态之间的量子跃迁提供理论方案. 本课题研究将增进人们对基于非厄米拓扑体系量子输运的理解,解决当前非厄米哈密顿在量子输运计算中发散等问题,并为非厄米项引入而导致的几率不守恒量子输运结果提供定性的物理解释.
英文摘要
From the discovery of quantum Hall effect, topological theory has also been explored across a broad range of fields. Recently people have extended the research of topological theroy to the fields of non-Hermitian quantum systems. There are lots of completely different topological properties between the non-Hermitian topological systems and the Hermitian topological systems, such as the breakdown of conventional bulk-boundary correspondence, the fractional topological invariant and the non-Hermitian skin effect under open boundary. These characteristics in the non-Hermitian topological systems induce to the novel transports properties: anomalous local boundary states, bulk non-unidirectional localized at the surface of the systems and delocalized quantum transports. In this project, we plan to study deeply the quantum transport properties of non-Hermitian topological systems, focus on the effect of delocalized effect on the Andreev reflection and crossed Anreev reflection in presence of PT symmetry and PT symmetry-broken conditions, and search for the stable states in various non-Hermitian topological structures and provide theoretical solutions for quantum transitions between different stable states. The accompliment of this project will improve the understanding of quantum transport based on non-Hermitian topological systems, and solve the problems of computational divergence caused by non-Hermit terms in current quantum transport methods. It also provides a qualitative physical explanation for the quantum transport results caused by non-conservation of probability.
非厄米拓扑系统具有不同于厄米拓扑系统的物理性质,例如:体态-边缘态对称性破坏,分数量子化的拓扑数和非厄米趋肤效应等。本课题采用非平衡格林函数理论和能带论,对非厄米拓扑和厄米拓扑系统的输运性质展开研究。主要得到了如下结论:(1)对非厄米量子环,存在磁通的一维超导环、二维高阶拓扑金属等拓扑系统的输运性质展开研究,证实了非厄米环中的AB振荡的现象和拓扑超导系统拓扑相变伴随存在透射峰现象等[PRB 103, 035415 (2021), PRB 105, 085401 (2022),PRB 110, 205415 (2024)等];(2)基于拓扑超导体在一维系统[PRB 109, 205119 (2024)]和二维系统[PRB 109, 115413 (2024)]中设计有效的Majorana局域态的编织方案,为拓扑量子计算的实现提供理论基础;(3)针对拓扑系统的新型体边对应关系的进行探索,设计了一系列高阶拓扑体系的理论方案[PRB 106, 165422 (2022), PRB 109, 205417 (2024), PRB 111, 045403 (2025)等],这些方案对实验上实现高阶拓扑绝缘体具有重要指导意义。基于本项目,正式发表了15篇学术论文,其中 Phys. Rev. B 12篇; Front. Phys. 1 篇; Acta Phys. Sin. 1 篇; J. Phys.-Condes. Matter 1 篇。此外,基于本项目,培养博士2名,硕士5名。在本项目资助下,我们成功邀请了外单位的专家进行交流讨论10次,促进了学术合作与知识分享。同时,资助 12 名硕士研究生和博士研究生参加会议交流 9 次,提升了他们的学术交流能力和研究视野。这一系列成果和活动不仅推动了非厄米拓扑领域的研究进展,也为相关领域的后续研究奠定了基础。
拓扑绝缘体与超导体耦合体系中交叉Andreev反射研究
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批准号:11474084
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项目类别:面上项目
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资助金额:80.0万元
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批准年份:2014
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负责人:张迎涛
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依托单位:
基于石墨烯的“谷”电子学研究
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批准号:11004046
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:19.0万元
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批准年份:2010
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负责人:张迎涛
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依托单位:
介观体系中自旋电子输运性质及时间特性的研究
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批准号:10647126
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项目类别:专项基金项目
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资助金额:2.0万元
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批准年份:2006
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负责人:张迎涛
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依托单位:
国内基金
海外基金