Weyl半金属—超导体系的输运性质

发布时间：2020-07-24 08:17

【摘要】：本文通过非平衡格林函数方法研究了Weyl半金属-超导体系的输运性质,采用的模型是Weyl半金属-超导体两端口系统,主要计算了系统的Andreev反射系数,研究了Weyl半金属拓扑边界态对系统Andreev反射的影响。本文研究了在二维情况特定参数以及三维情况下,磁性Weyl半金属-超导体系的Andreev反射,结果表明系统均发生Andreev反射现象。当电子沿Z方向入射时,由于Weyl半金属边界态电子在Z方向上运动速度为零,所以此时只有体态参与系统Andreev反射,与Weyl半金属拓扑边界态无关。随着费米面的升高,Weyl半金属的态密度增大,参与系统Andreev反射的体态增多,系统Andreev反射增强。当电子沿Y方向入射时,此时Weyl半金属边界态电子运动方向与入射电子运动方向一致,所以拓扑边界态和体态均参与系统的Andreev反射。Weyl半金属在Y方向和Z方向上的各向异性,导致了电子沿Y和Z方向入射时系统的Andreev反射强度不同。继而研究了Weyl半金属拓扑边界态对系统Andreev反射的影响,结果表明Weyl半金属拓扑边界态对系统Andreev反射影响较大。当Weyl半金属拓扑边界态消失后,系统Andreev反射被抑制。随着费米能级的升高,Weyl半金属的体态逐渐占据系统Andreev反射的主导地位,而拓扑边界态贡献逐渐变小。
【学位授予单位】：河北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB303;TM26
【图文】：

图 1.1 Weyl 半金属的手性异常效应[21]图 1.1 展示了 Weyl 半金属的手性异常的能带示意图[21]。手性异常可以简单地用量子极限下 Weyl 半金属的第 0 个朗道能级来理解。由于朗道能级从“+”到“-”手性不同，Weyl 锥的速度方向相反。外加电场导致左侧谷和右侧谷中电子密度的不平衡，破坏了确定手性下的电子数守恒。然而，这一结果并不局限于量子极限，最近有人提出在半经典极限下诱导出一个反常直流电流的观点。Weyl 半金属可以分为两类：第一类 Weyl 半金属，保持洛仑兹对称性；第二类 Weyl 半金属，打破洛仑兹对称性[24]。Weyl 半金属的 TaAs 家族在体态能带结构中存在理想的 Weyl 锥，属于第一类 Weyl 半金属，即费米面在 Weyl 点收缩成一个点。最近

图 1.2 两种 Weyl 半金属的能带图[24] 1.2 是第一类和第二类 Weyl 半金属的能带图[24]。(a)图是第一类 Weyl 半结构示意图，具有点状费米面。即，当费米能足够接近 Weyl 点时费米yl 点处缩小到零。(b)图是第二类 Weyl 半金属能带结构示意图，Weyl 点在电子口袋和空穴口袋的接触点上。灰色的平面对应于费米能级的位

费米弧的原理图

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