螺旋液体的集体模式

我们研究了拓扑绝缘体表面“螺旋金属”的低能集体模式与输运性质。在低能下，表面的电输运与自旋动力学通过一个将电流等同于自旋自由度面内分量的算子恒等式精确关联。由此关系可知，在螺旋金属中，无阻尼自旋波总是伴随声模式——因此有可能“听”到自旋的声音。在长程库仑相互作用存在时，表面等离激元模式也与自旋波耦合，产生一种杂化的“自旋等离激元”模式。我们对 ${\rm Bi}_2{\rm Se}_3$ 中的自旋等离激元做出了定量预测，并讨论了在自旋光栅实验中的探测。