Quantum spin Hall effect
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The quantum spin Hall state is a state of matter proposed to exist in special, two-dimensional semiconductors that have a quantized spin-Hall conductance and a vanishing charge-Hall conductance. The quantum spin Hall state of matter is the cousin of the integer quantum Hall state, and that does not require the application of a large magnetic field. The quantum spin Hall state does not break charge conservation symmetry and spin- conservation symmetry (in order to have well defined Hall conductances).
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양자 스핀 홀 상태(quantum spin Hall state)는 스핀-궤도 결합을 지닌 2차원 반도체에 특별히 존재하는 것으로 제안된 물질의 상태이다. 물질의 양자 스핀 홀 상태는 정수 상태와 유사하지만 큰 자기장을 가하지 않아도 된다는 점에서 차이가 난다. 양자 스핀 홀 상태는 임의의 불연속 대칭(예를 들어서 시반전 또는 반전성) 을 깨지 않는다. 양자 스핀 홀 상태는 최근에 제안되었으며, (HgTe) 반도체내에 실험적으로 입증되었다.
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양자 스핀홀 효과
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Quantum spin Hall effect
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The quantum spin Hall state is a state of matter proposed to exist in special, two-dimensional semiconductors that have a quantized spin-Hall conductance and a vanishing charge-Hall conductance. The quantum spin Hall state of matter is the cousin of the integer quantum Hall state, and that does not require the application of a large magnetic field. The quantum spin Hall state does not break charge conservation symmetry and spin- conservation symmetry (in order to have well defined Hall conductances).
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양자 스핀 홀 상태(quantum spin Hall state)는 스핀-궤도 결합을 지닌 2차원 반도체에 특별히 존재하는 것으로 제안된 물질의 상태이다. 물질의 양자 스핀 홀 상태는 정수 상태와 유사하지만 큰 자기장을 가하지 않아도 된다는 점에서 차이가 난다. 양자 스핀 홀 상태는 임의의 불연속 대칭(예를 들어서 시반전 또는 반전성) 을 깨지 않는다. 양자 스핀 홀 상태는 최근에 제안되었으며, (HgTe) 반도체내에 실험적으로 입증되었다. 양자 스핀 홀 상태의 존재를 처음으로 제안한 것은 C.L.케인과 E.J.멜레이다. 그들은 정수 효과를 보이는 F.D.M.할데인의 그래페네를 위한 초기 모형을 사용하였다. 케인과 멜레의 모형은 두 개의 할데인 모형을 사용한 것으로, 스핀업 전자는 카이랄 정수 양자홀 효과를 보이는 반면, 스핀다운 전자는 반카이랄 정수 양자홀 효과를 보이게 된다. 이 이상적인 모델은 정확히 0인 전하홀 전도도를 지니지만 정확히 (의 단위)의 스핀홀 전도도를 지닌다. 이와는 별개로, B.A.베르네비크와 S.C.장도 복잡한 변형 구조 내에서 양자 스핀 홀 효과를 제안하였다. 주요한 특징은 스핀-궤도 결합의 존재로, 전자 스핀에 대한 운동량-의존 자기장 결합으로 생각할 수 있다.
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