Chern 绝缘体中的电极化：统一多体与单体方法

最近已确立，尽管 Chern 绝缘体具有无能隙边缘态和不可局域化的 Wannier 轨道，但它仍具有本征的二维电极化。该极化 $\vec{P}_{\text{o}}$ 可以在多体框架下由多种物理量定义，包括位错电荷、边界电荷分布和线性动量。重要的是，它依赖于晶胞内实空间原点 $\text{o}$ 的选择。相比之下，Coh 和 Vanderbilt 通过在动量空间中选择任意点 $\vec{k}_0$，将单粒子 Berry 相位的极化定义扩展到了 Chern 绝缘体。在本文中，我们统一了这两种方法，并表明当实空间原点 $\text{o}$ 和动量空间点 $\vec{k}_0$ 彼此适当地关联选择时，极化的 Berry 相位定义与多体定义是相等的。