Theoretical studies of topological and electron correlation effects in graphene

石墨烯拓扑和电子相关效应的理论研究

• 批准号: 22740196
• 负责人: EZAWA Motohiko
• 金额: $ 2万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22740196/
• 关键词: グラフェン; シリセン; トポロジカル絶縁体; スキルミオン; 量子スピンホール効果; チャーン数; メロン; 量子異常ホール効果; トポロジー; 電子相関; グラフェン・ナノリボン; 場の理論; トポロジカル相転移; スカーミオン; バイメロン; ナノグラフェン; グラフェン・ナノディスク; ディラック電子; 量子ドット; スピン軌道相互作用; 渦度; グラフェン; シリセン; トポロジカル絶縁体; スキルミオン; 量子スピンホール効果; チャーン数; メロン; 量子異常ホール効果; トポロジー; 電子相関; グラフェン・ナノリボン; 場の理論; トポロジカル相転移; スカーミオン; バイメロン; ナノグラフェン; グラフェン・ナノディスク; ディラック電子; 量子ドット; スピン軌道相互作用; 渦度

I studied electronic and topological properties of graphene and silicene (graphene's cousin).In particular, I analyzed various topological insulators and their topological phase transitions. Main results read as follows: The zero-energy sector of the triangular zigzag graphene is investigated based on the Dirac theory of graphene.Analytic wave functions of triangular graphene are obtained. A vortex with the winding number 2 emerges in triangular graphene. Graphene nanodisk arrays have multi-degenerate perfect flat bands and are ferromagnet. The band gap of silicene can be controlled by external electric field applied perpendicular to silicene. Silicene shows the quantum anomalous-Hall effect when ferromagnet is attached. Furthermore, silicene undergoes a topological phase transition by photo-irradiation, where single-Dirac cone states appear at the critical point.I also studied the skyrmion, which is a topological structure in magnet.

我研究了石墨烯和硅（石墨烯的表弟）的电子和拓扑特性。尤其是我分析了各种拓扑绝缘子及其拓扑相变。主要结果如下：基于狄拉克石墨烯的狄拉克论理论，研究了三角形锯齿形石墨烯的零能源扇形。三角形石墨烯中出现了带有绕组2的涡流。石墨烯纳米数阵列具有多分化的完美平坦带，并且是铁磁体。可以通过垂直于硅硅的外部电场来控制硅的带隙。当连接铁磁铁时，硅烯显示了量子异常的效应。此外，硅烯通过光辐射进行了拓扑相变，单迪拉克锥态出现在临界点上。我还研究了Skyrmion，这是磁铁中的拓扑结构。