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近年来,拓扑绝缘体材料是一个热门的研究领域,众多工作对其各方面性质进行了深入的研究。拓扑绝缘体一个很重要的性质是其特异的表面态,由于这种表面态的效应,使得电磁波经过拓扑绝缘体材料表面时,会发生偏振角的变化,前人曾展开一系列的研究来分析在拓扑绝缘体介质表面折射与反射的性质。本文的主要内容,就是在此基础之上,来分析拓扑绝缘体平板的透射光与反射光的性质,并且将拓扑绝缘体平板放入了一维光子晶体结构内进行研究,得到了一些新颖的结果。
我们的主要研究方法是用一束线偏振光从体系一侧入射,然后在另一端测其透射谱,并对透射光的偏振态性质进行分析研究。我们研究发现了一些比较新颖的结果:1.透射率随着入射光频率发生着丰富的变化,并且,在透射谱带隙里,透射谱上有两个明显的0.5透射峰;2.透射光的偏振态也随着入射光频率在不断变化,在这两个0.5透射峰频率处的偏振态分别为左旋圆偏振和右旋圆偏振,在它们中间频率处透射光为线偏振,但其法拉第角接近90°;3.这两个0.5透射峰的位置及它们之间的峰值差反映了拓扑绝缘体材料的拓扑项,通过对峰值位置的测量,我们可以精确计算精细结构常数α;4.我们还发现,我们这个结构下,由于拓扑绝缘体材料的表面磁电耦合效应,产生了很大的光学霍尔效应,使得透射光产生横向位移,我们对此现象也进行了分析研究。