轴子绝缘体薄膜中拓扑磁电效应的非局域侧壁响应与偏离精确量子化
介观与纳米尺度物理
2021-11-11 v2
摘要
具有表面磁性的拓扑绝缘体（TI）薄膜在顶、底表面磁化平行时预期展现量子化反常霍尔效应（QAHE），而在磁化方向相反（轴子绝缘体相）且薄膜足够厚时展现量子化拓扑磁电（QTME）响应。我们给出了这两种效应的统一图像，将有限厚度引起的 QTME 对精确量子化的偏离与侧壁电流响应函数中的非局域性相关联。利用真实的紧束缚模型计算，我们表明在 TI 薄膜中，当紧束缚模型基态与表面附近局域磁化的交换耦合增强时，轴子绝缘体相中偏离量子化的大小减小。更强的交换耦合也减弱了势无序的影响，势无序对 QAHE 无关紧要，但对 QTME 有害，因为 QTME 要求费米能级在所有位置都位于能隙内。
引用
@article{arxiv.2107.02410,
title = {Non-local sidewall response and deviation from exact quantization of the topological magnetoelectric effect in axion-insulator thin films},
author = {Nezhat Pournaghavi and Anna Pertsova and Allan H. MacDonald and Carlo Canali},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.02410},
year = {2021}
}
备注
5 pages, 4 figures