具有轴子电荷密度波的时间反演不变外尔半金属中的动力学压磁效应
介观与纳米尺度物理
2021-11-10 v3 材料科学
摘要
外尔半金属（WSMs）中的电荷密度波（CDWs）已被证明能诱导一种奇异的轴子绝缘相，其中 CDW 的滑移模（phason）充当动力学轴子场，产生大的正磁电导 [Wang et al., Phys. Rev. B 87, 161107(R) (2013); Roy et al., Phys. Rev. B 92, 125141 (2015); J. Gooth et al., Nature 575, 315 (2019)]。本工作中，我们预言动力学应变可在被 CDW 打开能隙的时间反演（TR）不变 WSMs 中诱导体轨道磁化。我们将此效应称为“动力学压磁效应”（DPME）。与 [J. Gooth et al., Nature 575, 315 (2019)] 不同，本文引入的 DPME 出现在体恒定（即体静态且空间均匀）的 CDW 中，且不依赖于诸如 phason 的涨落。通过研究低能有效理论和最小紧束缚（TB）模型，我们发现 DPME 起源于一个有效的谷轴子场，它将电磁规范场与应变诱导的赝规范场耦合。特别地，以往工作中的压电效应由 2D Berry 曲率刻画，而 DPME 代表了源于 Chern-Simons 3-形式的根本性 3D 应变效应的首个例子。我们进一步发现 DPME 在 CDW 序参量相位的临界值处发生不连续变化。我们证明，当 DPME 出现跳变时，系统表面经历拓扑量子相变（TQPT），而体保持有隙。因此，DPME 提供了 TR 不变 Weyl-CDW 中边界 TQPT 的体特征。
引用
@article{arxiv.2008.10620,
title = {Dynamical Piezomagnetic Effect in Time-Reversal Invariant Weyl Semimetals with Axionic Charge-Density Waves},
author = {Jiabin Yu and Benjamin J. Wieder and Chao-Xing Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10620},
year = {2021}
}
备注
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