拓扑绝缘体表面的带电磁振子
介观与纳米尺度物理
2023-05-18 v2 其他凝聚态物理
摘要
我们研究二维狄拉克电子（如三维拓扑绝缘体表面所实现）与一阵列局域自旋耦合的体系。自旋间铁磁耦合，形成具有低能自旋波激发（磁振子）的有序基态。狄拉克电子通过依赖于自旋的有效塞曼场与自旋耦合。因此面外有效塞曼场充当狄拉克质量使电子能谱打开能隙。一旦某个自旋翻转，便产生一个周围区域，其中狄拉克质量的符号与样品其余部分相反。因此，如Jackiw和Rebbi所预言，在畴壁上出现电子束缚态。然而，在量子磁体中，局域自旋翻转并不产生本征态。相反，本征态对应于退局域的自旋波（磁振子）。与单自旋翻转情形类似，退局域磁振子也束缚一个带隙内电子态。我们称此激发为“Jackiw-Rebbi-Magnon”（JRM，杰克iw-雷比-磁振子）并研究其在动力学自旋磁化率中的特征。当样品与电子库隧穿耦合时，在无任何电子的体系中产生的磁振子与JRM（其束缚单个电子）杂化，产生磁振子-JRM极化子。对于此类体系，我们确定了当磁振子-JRM极化子能量低于完全极化铁磁基态能量时所出现的量子相变。
引用
@article{arxiv.2301.07754,
title = {Charged magnons on the surface of a topological insulator},
author = {I. Martinez-Berumen and W. A. Coish and T. Pereg-Barnea},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.07754},
year = {2023}
}
备注
4 figures