电荷有序 Dirac 半金属中的晶体轴子电动力学
强关联电子
2024-03-05 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
三维 Dirac 半金属可以通过与电荷密度波 (CDW) 序耦合而被驱动进入绝缘态。在此，我们考虑此类电荷有序 Dirac 半金属（我们称之为 Dirac-CDW 绝缘体）的量化晶体响应，其中电荷被束缚在晶格的向错缺陷上。利用解析和数值方法，我们展示了以下结果。首先，当 CDW 与晶格共格时，晶格的向错线缺陷具有量化的单位长度电荷。其次，当 CDW 具有反演对称性时，晶格的向错具有量化的电极化。第三，当 CDW 既与晶格共格又具有反演对称性时，向错的特征在于“向错填充异常”——即在开放边界和周期边界条件下，束缚于 Dirac-CDW 向错线上的总电荷的量化差异。我们构建了一个有效响应理论，用称为 项的全导数项来描述 Dirac-CDW 绝缘体的拓扑响应。 项描述了在 Weyl 半金属 -CDW 绝缘体中发现的轴子电动力学的晶体类比。我们还利用晶体响应及其相应的响应理论对三维 Dirac 半金属的强关联拓扑相进行分类。
引用
@article{arxiv.2403.00055,
title = {Crystalline axion electrodynamics in charge-ordered Dirac semimetals},
author = {Julian May-Mann and Mark R. Hirsbrunner and Lei Gioia and Taylor L. Hughes},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.00055},
year = {2024}
}