蜂窝拓扑磁子绝缘体的首次理论实现
强关联电子
2016-07-21 v6
摘要
最近研究表明，在蜂窝晶格上的海森堡(反)铁磁体中，磁子(自旋波准粒子)实现了一个无质量的二维(2D)狄拉克类哈密顿量。研究表明狄拉克磁子哈密顿量保持了由子晶格赝自旋定义的时间反演对称性，且狄拉克点对于磁子-磁子相互作用是鲁棒的。狄拉克点也出现在非零能量处。在本文中，我们提出了在该系统中非平凡拓扑(磁子边缘态)的一个简单实现。我们表明，当通过引入次近邻Dzyaloshinskii-Moriya (DM)相互作用打破晶格的反演对称性时，狄拉克点被打开能隙。因此，该系统实现了类似于电子系统中量子反常霍尔效应的Haldane模型的磁子边缘态。然而，与电子自旋电流由于欧姆热耗散可能非常大不同，非相互作用拓扑磁子作为不带电粒子可以长时间无耗散传播。我们在蜂窝晶格上的XY模型中也观察到了相同的磁子边缘态。值得注意的是，在这种情况下，该模型映射到蜂窝晶格上的相互作用硬核玻色子。具有非平凡磁子边缘态的量子磁系统被称为拓扑磁子绝缘体。它们已在kagome晶格上被理论研究，最近在具有三个磁子体能带的kagome磁体Cu(1-3, bdc)上被实验观察到。我们的蜂窝晶格结果为在二维量子磁体和囚禁于蜂窝光晶格中的超冷原子一类体系中搜索蜂窝拓扑磁子绝缘体提供了实验方案。
引用
@article{arxiv.1602.06772,
title = {A first theoretical realization of honeycomb topological magnon insulator},
author = {S. A. Owerre},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.06772},
year = {2016}
}
备注
12 pages with 6 figures. Published version