基于第一性原理研究三方碲的旋磁效应

我们对 p 型掺杂三方碲中的几种旋磁效应（即随原子结构中螺旋链的手性方向反转的效应）进行了结合的第一性原理研究。我们研究的关键要素是 k 空间 Berry 曲率，以及由晶体结构的手性赋予 Bloch 态的内禀轨道磁矩。我们表明，圆偏振光电流效应随温度观测到的符号反转，可以通过导带底部附近作为 Berry 曲率源和汇的 Weyl 点的存在来解释。沿三方轴方向通入电流会诱导出极小的平行磁化强度，但由于样品的高透明度，该磁化仍可通过光学手段（透射光的 Faraday 旋转）检测到。与实验一致，我们发现当红外光在低掺杂下沿与电流反平行的方向传播时，电流诱导的光学旋转会增强自然光学旋转。根据我们的计算，偏振面旋转的方向与螺旋链中成键原子的方向相反，这与近期的一项实验结果一致，而与早期报道相矛盾。