トポロジカル絶縁体入門

内容紹介

目次

第1章　トポロジカル絶縁体とは
　1.1　はじめに
　1.2　歴史的経緯
　1.3　わかってきたこと
　1.4　まだわからないこと

第2章　量子力学のおさらい
　2.1　物質の二重性
　2.2　シュレーディンガー方程式
　2.3　波動関数と演算子
　2.4　時間によらないシュレーディンガー方程式
　2.5　空間反転対称性とパリティ
　2.6　ヒルベルト空間
　2.7　ブラケットとエルミート共役
　2.8　位置座標表示と完全性
　2.9　摂動論
　2.10　ハイゼンベルグの運動方程式
　2.11　軌道角運動量
　2.12　回転変換と角運動量
　2.13　スピン
　2.14　時間反転対称性とクラマース縮退
　2.15　ディラック方程式
　2.16　電子の磁気双極子モーメント
　2.17　スピン軌道相互作用の起源
　2.18　ボゾンとフェルミオン
　2.19　第2量子化

第3章　固体物理学のおさらい
　3.1　フェルミ準位とフェルミ面
　3.2　状態密度
　3.3　ブラベー格子と逆格子
　3.4　ブロッホの定理
　3.5　エネルギースペクトル
　3.6　強束縛近似とバンド描像
　3.7　絶縁体と金属
　3.8　有効質量
　3.9　ブロッホ電子の運動
　3.10　ランダウ量子化

第4章　フェルミ面の観測法
　4.1　角度分解光電子分光
　4.2　量子振動

第5章　トポロジカル絶縁体の基礎理論
　5.1　ベリー位相
　5.2　TKNN数
　5.3　時間反転演算子
　5.4　時間反転対称性とブロッホハミルトニアン
　5.5　時間反転分極とZ2指数
　5.6　Z2指数の一般式
　5.7　3次元系への拡張
　5.8　空間反転対称性を持つトポロジカル絶縁体
　5.9　BHZ模型

第6章　トポロジカル絶縁体物質
　6.1　2次元トポロジカル絶縁体
　6.2　3次元トポロジカル絶縁体
　6.3　トポロジカル半金属
　6.4　トポロジカル結晶絶縁体
　6.5　トポロジカル絶縁体の確認方法
　6.6　試料作製方法
　6.7　バルク絶縁性の実現方法

第7章　トポロジカル絶縁体の物性
　7.1　ヘリカルスピン偏極
　7.2　準粒子干渉効果
　7.3　輸送特性
　7.4　磁性の効果
　7.5　トポロジカル電気磁気効果
　7.6　スピン物性
　7.7　光物性

第8章　トポロジカル超伝導体
　8.1　超伝導とは
　8.2　トポロジカル超伝導体とは
　8.3　マヨラナ粒子
　8.4　キタエフ模型
　8.5　スピンレス2次元カイラルｐ波超伝導状態
　8.6　ハイブリッド系におけるトポロジカル超伝導

第9章　応用への展望
　9.1　ディラック性デバイス
　9.2　量子現象デバイス
　9.3　スピントロニクスデバイス