拓扑绝缘体对静态 Zeeman 场的电流响应
介观与纳米尺度物理
2015-12-31 v2 材料科学
摘要
我们研究了拓扑绝缘体表面的磁电耦合。我们特别关注由静态 Zeeman/交换场诱导的表面电流。该表面电流可与系统的轨道磁化强度相关联。对于 Chern 数为零的绝缘体，轨道磁化强度独立于边界细节。随着拓扑绝缘体中表面态的出现，响应是否不受表面条件影响尚不明显。我们利用精确对角化方法对晶格模型研究了这一问题。通过在边界附近施加破坏时间反演对称性的项，无论表面态是否被打开能隙，我们发现表面电流均无变化。这源于表面态和体散射态之间 Pauli 贡献和 Van-Vleck 贡献的相互抵消。我们还表明，当化学势位于体能隙内时，表面电流响应独立于化学势。我们的结果与轨道磁化强度是体性质的论断一致。
引用
@article{arxiv.1504.04120,
title = {Current response of a topological insulator to a static Zeeman field},
author = {Bor-Luen Huang and S. -K. Yip},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.04120},
year = {2015}
}