¿Lo Fundamental es acoplamiento Spin-órbita aislantes topológicos?

Question

Soy bien consciente de que esta es un área de investigación muy activa por lo que la mejor respuesta que se puede dar a esta pregunta puede estar incompleta.

Topológico de los estados en materia condensada son bien conocidos, aunque no siempre reconocido como tal. El ejemplo más famoso es probable que el efecto Hall cuántico. En este caso, el tiempo de reversión de simetría es roto por un externo $\vec{B}$ campo.

En la última década, se dio cuenta de que el acoplamiento spin-órbita pueden ser usados para romper el momento de reversión de la simetría así. Esto conduce a topológicamente conservan los estados en los llamados aislantes topológicos.

Sin embargo, he escuchado que algunos teóricos de la materia condensada creer acoplamiento spin-órbita puede no ser necesario para romper el tiempo de reversión de la simetría en los aislantes topológicos. Al parecer, hay algunos otros mecanismos propuestos en el que esta ruptura no es (o al menos no principalmente) debido al acoplamiento spin-órbita. He oído de una manera bastante respetado físico de la materia condensada que él creía acoplamiento spin-órbita era importante en todos los realistas aislantes topológicos, pero probablemente no es esencial para la teoría.

Siendo un relativo novato en la zona, no sé de ningún otro mecanismo por el cual el tiempo de reversión de simetría podría ser roto. Además de acoplamiento spin-órbita efectos, ¿hay alguna otra manera de que topológicamente protegida de los estados podría existir con 0 $\vec{B}$ en el campo? Si es así, qué tan realistas son estos? Si no, ¿qué se entiende cuando la gente reclama acoplamiento spin-órbita no es fundamental para los aislantes topológicos, y lo que sería una manera más fundamental para mirarlo? Todas las referencias son ciertamente apreciado.

Answer 1

La respuesta corta: el grafeno es un contraejemplo.

La versión más larga: 1) Usted no tiene que romper el momento de reversión de la simetría. 2) acoplamiento spin-órbita no romper el momento de reversión de la simetría. 3) En el grafeno, hay dos valles y el tiempo de inversión del operador que actúa sobre el estado de un valle se transforma en el estado en el otro valle. Si usted desea permanecer en un valle, usted puede pensar que no es el momento de reversión de la simetría allí.

Un poco más: parece que el tiempo de reversión de simetría no es un buen término aquí. Kramer teorema (que está basado en el tiempo de reversión de simetría) dice que el estado con giro tiene la misma energía que un estado de espín hacia abajo con un revés wavevector. Parece que en su pregunta que el uso del tiempo de reversión de la simetría para $E_{↑}({\bf k})=E_{↓}({\bf k})$, que es engañosa e incorrecta en ausencia de espacio-la reversión de la simetría.

Usted todavía necesita un citaciones o estas instrucciones será suficiente?

UPD miré a través de los papeles que yo conozco. Yo recomendaría una buena revisión Apo. Mod. Phys. 82, 3045 (2010). Mi respuesta es explicado en detalle en el S. II.B.II, S. II.C (nota Eq. (8)) S III.UNA, IV.Una. Los más de los papeles no son transparentes. Lo siento por la tardanza en actualizar.