六角翘曲对拓扑绝缘体自旋织构、霍尔电导率及圆二色性的影响

由于哈密顿量中存在六角翘曲项，当化学势升高至狄拉克点以上时，拓扑绝缘体表面的拓扑保护电子态其费米截面会逐渐从圆形变为雪花状。翘曲的另一个效应是改变存在磁掺杂引入有限能隙时的自旋织构，尽管面内自旋分量仍锁定为垂直于动量方向。它还改变了轨道磁矩、光吸收矩阵元以及圆二色性。我们发现，自旋 $z$ 分量的费米面平均值与贝里相位的值密切相关。即使哈密顿量在主导的相对论性狄拉克项之外，还包含一个次主导的非相对论性动量二次项（该项提供粒子 - 空穴不对称性），这一结论依然成立。$\left\langle S_z \right\rangle$ 与二色性之间也存在定性关联。对于化学势落在价带与导带之间能隙内的情况，霍尔电导率保持量子化，且其数值不受六角翘曲项影响。