拓扑绝缘体中两带模型的规范理论

摘要

基于量子霍尔效应发展而来的拓扑绝缘体是凝聚态物理重要的科学前沿之一.通常可用第一陈数(Chern number)这一拓扑不变量来描述时间反演对称性破缺的拓扑绝缘体.传统上表征拓扑绝缘体的拓扑场论是一种有效场论,其中的基本场由"统计规范势"来充当,给出的是系统的大范围拓扑性质.本文当中我们对两带模型(two-band model)引入一种新的拓扑规范理论,它以群空间的哈密顿矢量和布洛赫波函数为基本场,可诱导出单极(monopole)与半子(meron)拓扑缺陷.