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铁磁/反铁磁壁纸费米子的霍尔效应

介观与纳米尺度物理 2023-06-07 v3

摘要

非对称晶体可承载特征性的双重表面狄拉克锥,其在狄拉克点处具有四重简并,称为壁纸费米子,由壁纸群对称性保护。我们阐明了在(反)铁磁性存在下壁纸费米子的电荷与自旋霍尔效应。基于四子格模型,我们构建了壁纸费米子与铁磁或反铁磁矩耦合的有效哈密顿量。铁磁矩与反铁磁矩均会为壁纸费米子引入能隙,导致量子化的(自旋)霍尔电导。铁磁壁纸费米子诱导的霍尔电导量子化为 e2/he^2/h,是拓扑绝缘体表面单个狄拉克费米子的两倍。另一方面,随着反铁磁耦合增强,自旋霍尔电导衰减并达到一个有限值。我们还从对称性考虑表明,上述结果对一般壁纸费米子模型同样成立。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.06982,
  title  = {Hall effect of ferro/antiferromagnetic wallpaper fermions},
  author = {Koki Mizuno and Ai Yamakage},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.06982},
  year   = {2023}
}

备注

9 pages, 22 figures