拓扑绝缘表面与真空界面处氢原子的薛定谔方程精确解

当氢原子被带到$\theta$-介质之间的界面附近时，电子的量子力学运动将受到原子电荷与$\theta$-界面之间电磁相互作用的影响，该相互作用在存在边界时由麦克斯韦电动力学的轴子扩展描述。在本文中，我们研究了置于$\theta$-介质与真空之间界面上的氢原子所受原子-表面相互作用对其能级和波函数的影响。在所考虑的近似下，薛定谔方程可通过变量分离精确求解，角向部分用超几何函数、径向部分用类氢函数表示。为使这种效应明显，我们处理了不切实际的高$\theta$-参数值。我们还使用微扰论对一特定小$\theta$值计算了能移，并证明其与精确解所得结果非常吻合。