具有 $C_4K$ 对称性材料中的光激发电荷与自旋哈德尔电流

Berry 曲率作为动量空间属性，可在电流响应中显现出来。在时间反演破坏系统中，由于 Berry 曲率单极子引起的著名异常哈德尔效应。对于时间反演不变材料，第二阶哈德尔电导率源于 Berry 曲率偶极子。最近的研究表明，Berry 曲率四极子可在破坏时间反演（$K$）和四折旋转（$C_4$）对称性，但保持两者组合（$C_4K$）不变的系统中，引发第三阶交交叉哈德尔响应。在本文中，我们展示了入射光可通过 Berry 曲率四极子诱发此类系统中的直流哈德尔电流。我们考虑静电 $dc$ 电场和光激发电场的组合。我们计算垂直于静电场和四折轴的电流。令人惊讶的是，诱导的电流通常是自旋极化的。对于线偏振或椭圆偏振的光，会出现净电流，但对于圆偏振光则不会。相反，自旋电流在光偏振方式变化时保持不变。这使得例如通过在另磁性材料上照射圆偏振光来产生自旋电流成为可能。我们使用二维模型演示了这种物理。