体相与表面：拓扑磁电效应的非普适分配

具有时间反演（$\Theta$）对称性或时间反演乘以离散平移（$\Theta T_{1/2}$）对称性的三维（3D）能带绝缘体的电子基态由 $\mathbb{Z}_{2}$ 值拓扑不变量分类，并以量子化磁电响应为特征。本文通过在模型 $\mathbb{Z}_{2}$ 拓扑绝缘体薄膜中的显式计算证明：在 $\Theta$ 对称性（非磁性）情形下，磁电响应局域于表面；而在 $\Theta T_{1/2}$（反铁磁性）情形下，磁电响应在表面与内部贡献之间非普适地分配，同时保持量子化。在我们的模型中，磁场诱导的极化完全来自反常 $\mathscr{N}=0$ 朗道能级子空间，其中投影哈密顿量是广义 Su-Schrieffer-Heeger 模型，其拓扑性质与初始 3D 模型一致。我们发现了该 3D 模型的基态几何与薄膜中表面-内部分配之间的新联系。