1。1拓扑绝缘体的基本概念：

根据导电性质的大小，传统的材料可大致划分为导体和绝缘体两格大类；而更加精密的划分下，根据电子态的拓扑性质的不同，绝缘体和导体还可以进行更精细的划分。拓扑绝缘体就是以更精密标准为基础划分出来的区别于其他普通绝缘体的一类特殊的绝缘体。然而，拓扑绝缘体的本质与人们通常知道的绝缘体一样，都是是绝缘的，但是在它的边界或表面总是有导电的边缘态存在，这是它区别于普通绝缘体存在的最独特的性质。这样的导电边缘态在保证拓扑绝缘体一定对称性（例如时间反演对称性）的前提下是稳定存在的，而且不同自旋的导电电子的运动方向是相反的，所以可以通过电子的自旋进行信息的传递，而不像传统材料那样通过电荷来传递。

1。2拓扑绝缘体的特性；

拓扑绝缘体是一种具有特别量子特性的物质态，是近些年来物理学方面的重要科学前沿。传统意义上的固体材料按照导电性质的不同可分为，绝缘体，导体，和半导体，其中绝缘体材料在它的费米能处存在着大小有限的能隙，因而没有自由载流子；金属材料能及处存在有限大小的能隙，从而拥有自由的载流子；而半导体材料在费米能处没有任何间隙，但费米能处的电子态密度任然为零。然而拓扑绝缘体是一类非常特殊的绝缘体，从理论上来分析，这类材料的体内的能带结构是典型的绝缘体类型，在费米能处存在能隙，然而该类才材料的表面总存在着穿越能隙的狄拉克型的电子态，由于这个原因导致表面总有金属性，拓扑绝缘体这一特殊电子结构，是由其能带结构的特殊拓扑性质决定的。

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1。3拓扑绝缘体研究历史：

从1879年发现霍尔效应以来，人们就和拓扑绝缘体结下了不解之情，从开始研究拓扑绝缘体到现在，可以大致的把拓扑绝缘体分为三个时代，第一代，量子井时代及霍尔绝缘时代，它是以Hg和Te为主要代表的初始时代，第二代相对来说是比较简单的时代，它主要以合金BiSb为代表，相对来说比较单薄，接下来拓扑绝缘体就进入了全兴的人工合成时代，此间很多三维的拓扑绝缘体被推测出来并在实验室做了出来，例如：（Bi2Te3， Bi2Se3， Sb2Te3，等化合物）论文网

拓扑绝缘体的基本构成是由时间反演对称性和电荷的u (1)对称性以共同保护的拓扑态。只要时间反演对称性和U(1)对称性共同存在，拓扑绝缘体的边缘态就一定是不是平庸的，并且，这样的边缘态绝对不能在有同样对称性的低维度系统中实现。在理论上人们已经意识到，其他的对称性同样可以保护类似的拓扑绝缘体并且，从2009年以来，人们已经对没有相互作用的费米子系统的所有拓扑绝缘体或者拓扑超导体进行了成功分类。2011年以来，拓扑绝缘体的概念已经被拓展成为一个更为宽泛的概念：symmetry protected topological states。 目前，凝聚态理论物理学界已经对各个维度的玻色子系统中的symmery protected topological states进行了较为完整的分类。但是对于所有维度的有强相互作用的费米子系统中symmetry protected topological states的分类还没有最后完成。

第二章 目前关于Bi2Te3的研究：

2。1Bi2Te3的电输运特性：

Bi2Te3及以它为模本的固溶体具有较高的温差电性能,是近几年来研究最多、运用最广、研发程度最深的温差电致冷材料。晶体显示奇特的各向异性,具有多重极值的复杂能带结构。为了加深电子的各项异性在晶体中的运动状况和运动规律，加强对它的电输运的研究。最近几年以来,研究者们陆续的发表了不少研究Bi2te3输运性质的工作。拓扑绝缘体在运输方面表现出的性能受到很多方面因素的影响，例如:环境的温度，电子在漂移过程中产生的迁移率v的大小，材料中费米面的位置以及能带的宽度，，还有纵向电子的电阻率等等，我们希望搞清楚拓扑绝缘体受到，这些外在或内在因素的影响时，对它的电输运有多大的影响？已及受到影响的大小。