自旋轨道耦合系统中电子的磁矩

源自自旋轨道耦合（SOC）的磁效应一直备受关注。然而，SOC 对电子磁矩算符的贡献通常被忽略。在本工作中，我们分析了该算符的相对论贡献，包括 SOC 类型的贡献：在真空中、在半导体 8 能带 Kane 模型中，以及在具有两个谱支的任意系统中。在此过程中，我们引入了对操作 $\partial/\partial\boldsymbol B$ 的相对论修正的概念，其中 $\boldsymbol B$ 为外磁场。我们强调了磁矩与 $-\partial H/\partial\boldsymbol B$ 之间的差异，其中 $H$ 为系统哈密顿量。我们建议将此差异称为反常磁矩。我们证明，当考虑相对论修正时，总磁矩常规地分解为自旋和轨道部分的做法变得不明确。后者也危及了标准表述下的“轨道磁化现代理论”。我们推导了投影到双支系统各个支上的动力学磁电效应的线性响应 Kubo 公式。这使我们特别能够识别出该效应的一个来源，它源于位置算符与 $\partial/\partial\boldsymbol B$ 算符分量之间的非对易性。这类似于位置算符非对易分量对霍尔电导率的贡献。我们评论了此类贡献与 Berry 曲率理论之间的关系。我们还报告了与 SOC 系统及其他相对论修正中电子磁矩算符相关的若干额外观察。