狄拉克与外尔材料中的手性磁光电流

圆偏振光（CPL）可在狄拉克与外尔半金属中诱导左、右手性准粒子数目之间的不对称性。我们表明，若材料的光响应由手性准粒子主导，则 CPL 在材料中诱导的总手性电荷可通过手性反常以与模型无关的方式求值。在垂直于入射 CPL 的外加磁场存在下，由此可预测由手性磁效应产生的诱导光电流的线密度。所预测效应应存在于任意类型的狄拉克或外尔材料中，无论其能带结构对称与否。对典型狄拉克半金属在外加磁场 $B \simeq 2\, \mathrm{T}$ 下，被强度 $\simeq 5 \times 10^6\, \mathrm{W/m^2}$、波长 $\lambda \simeq 10\, \mu\mathrm{m}$ 的红外激光辐照时所得手性磁光电流的估算表明，在尺寸 $\simeq 50\,\mu\mathrm{m}$ 的激光光斑中产生电流 $J \simeq 50\,\mathrm{nA}$。该电流随磁场与波长线性缩放，为光子学、光电子学与太赫兹传感中的应用开辟了可能。