Crystal Symmetry and Surface States   

 

报告人:陶瑞宝院士 复旦大学物理系

Abstract:

Edge, surface as well as the domain wall states, possessing some novel physical properties, have been attracting considerable attention. 

Many interesting physical phenomena are tightly related to the existing edge or surface or interface states or not. For a cut crystal without 

spin-orbit coupling, one want know which direction to cut the crystal can create an edge or surface band in the gap of bulk energy spectrum 

or do not. A rigorous criterion can predicate do existing surface state or not just from the crystal structure. Any infinite 3D (2D) crystal can 

be presented by infinite number of parallel (hkl) 2D crystal planes (1D edge chains) coupled to each other. A (h,k,l) cut crystal will not be able 

to accommodate any surface state if the bulk crystal has intrinsic refection symmetry about every one of the (h,k,l) planes. The conclusion is 

valid for any 3D and 2D structure of crystals with arbitrary range hopping. The spin-orbit coupling (SOC) breaks the chiral symmetry, results 

In breaking the reflection symmetry in all directions of the crystal, the surface states do emerge in its any (hkl) cut crystal. It is the qualitative 

picture of do existing edge (surface) states in any direction cutting topological insulator. Some applications of the criterion are given.

 

陶瑞宝院士简介:

  陶瑞宝院士是我国著名理论物理学家。现任复旦大学物理系教授、博士生导师。1960年毕业于复旦大学物理系,1964年该校研究生毕业。2003年当选为中国科学院院士。长期从事统计物理和凝聚态理论方面的研究工作。首创了自旋算子玻色变换的投影算子理论,把变换后对玻色空间的限制表示成玻色粒子间的相互作用,受到国际上的重视和采用,此理论中的公式,当今仍然被国际上作为研究自旋波运动学相互作用影响的一个重要依据和出发点。与他人合作,创立了计算周期性多孔和复合媒质中弹性波和电磁波传播的富利叶方法,计算了微结构对弹性模量、介电常数等的影响;建立了能包括液晶分子位置短程关联的广义分子场理论,解释了在“无序相-向列相”液晶理论中的“de Gennes迷”。此外,在非周期序列、低维磁性理论等方面都取得了一些重要成果。