拓扑绝缘体平面附近导电球的磁电效应
介观与纳米尺度物理
2020-01-08 v1 高能物理 - 理论
摘要
当拓扑绝缘体表面时间反演对称性破缺时，会表现出由轴子电动力学描述的磁电响应。该理论的一个直接后果是：当一点状电荷位于材料表面附近时，会出现类似于磁镜像单极子所产生的磁场。本文研究一个更实际的问题，即以恒定电势的有限尺寸球体替代点状电荷。我们利用特定双球坐标系中的势表述计算电磁场。我们发现，电磁场可用点电荷与镜像磁荷来解释，仿佛介质为真空。作为磁电效应的体现，我们着重分析由此产生的磁场，并沿对称轴详细考察，因为此类估算有助于评估通过灵敏磁强计进行实验测量的可能性。数值估算表明，所提装置提供的磁场强度在 10-100 mG 范围，例如利用当今 NV 中心-金刚石磁强计的灵敏度即可达到。
引用
@article{arxiv.1910.10292,
title = {Magnetoelectric effect of a conducting sphere near a planar topological insulator},
author = {A. Martín-Ruiz and Omar Rodríguez-Tzompantzi and J. R. Maze and L. F. Urrutia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.10292},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication in Physical Review A