具有π Zak相的绝缘体中的反常介电响应
材料科学
2020-08-12 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
在各种拓扑相中,系统的边界处会出现非平庸态。本文中,我们研究由π Zak相引起的此类态所导致的反常介电响应。首先,利用一维Su-Schrieffer-Heeger模型,我们表明当体系绝缘且Zak相为π时,施加外电场后极化会突增至接近e/2的大值。π Zak相表明存在半填充边缘态,我们将此现象归因于系统两端边缘态之间的电荷转移。我们将这一思想推广到在布里渊区具有π Zak相的二维和三维绝缘体,发现了类似的反常介电响应。我们还通过第一性原理计算表明,具有(111)表面的金刚石和硅 slab 具有π Zak相,并表明即使涉及奇数个原表面原胞的表面重构,该反常响应依然存在。另一个具有反常介电响应的材料实例是聚四氟乙烯(PTFE),第一性原理计算显示其极化在+e处出现平台,与我们的理论一致。
引用
@article{arxiv.2006.03605,
title = {Anomalous dielectric response in insulators with the pi Zak phase},
author = {Yusuke Aihara and Motoaki Hirayama and Shuichi Murakami},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.03605},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 15 figures