对称禁戒光电流中的场揭示量子几何

频率和偏振分辨的光电流为探测量子材料中的隐藏对称性和能带几何提供了灵敏探针。本文研究一种手性立方硅酸盐（chiral cubic sillenite），其全局晶体对称性在 Voigt 几何中禁戒纵向奇-B 磁光电流。然而，我们观察到在可见光范围内存在显著的纵向响应，该响应主要呈线性磁场依赖，在带隙以下持续存在，并表现出强烈的螺旋度选择性，圆偏振通道超过线偏振通道，且在切换光螺旋度时反转符号。我们通过识别缺陷诱导的、磁场选择的自旋有序作为机制，化解了这一表面矛盾，该机制在不改变全局晶体结构的情况下降低了有效磁对称性。第一性原理计算表明，氧空位在邻近的 Bi-O 单元上产生带隙内束缚态和局域磁矩，由强自旋轨道耦合（SOC）稳定。尽管对称相关的空位构型在能量上简并并在零场下保持宏观 $T$ 对称性，施加的磁场选择了缺陷系综中时间反演破缺的扇区，将有效磁对称性降低为保持 $B$ 不变的子群，从而解除纵向选择定则。重要的是，这种磁场选择的对称性降低不仅激活了名义上禁戒的光电流，还揭示了电子结构中编码的潜在量子几何响应。动量分辨计算表明，主导的圆偏振和线偏振磁光电流通道分别与布里渊区中贝里曲率丰富区和量子度规丰富区在空间上相关联。我们的结果确立了磁场选择缺陷对称性降低作为揭示隐藏量子几何和激活手性量子材料中禁戒非线性光电流的途径。