关联电子量子化自旋霍尔相中的磁响应

我们研究了具有内禀自旋轨道耦合 $\lambda_{SO}$ 和on-site Hubbard $U$ 的层状蜂窝晶格系统中量子化自旋霍尔（SH）相的磁响应。该响应由一个参数 $g = 4 U a^2 d / 3$ 表征，其中 $a$ 和 $d$ 分别是晶格常数和层间距。当 $g < (\sigma_{xy}^{s2} \mu)^{-1}$ 时，其中 $\sigma_{xy}^{s}$ 是量子化自旋霍尔电导率，$\mu$ 是磁导率，样品内部的磁场在空间上振荡。该振荡在非相互作用极限 $U \to 0$ 下消失。当 $g > (\sigma_{xy}^{s2} \mu)^{-1}$ 时，系统表现出完美抗磁性，即迈斯纳效应发生。我们发现具有大晶格常数的超晶格结构有利于观察这些现象。我们还指出，作为塞曼耦合的结果，拓扑保护的螺旋边缘态表现出与参数 $g$ 无关的弱抗磁性。