轨道霍尔输运中的非守恒密度积累：来自线性响应理论的见解

我们提出了一种关于反常输运现象（如轨道霍尔效应）中稳态密度积累的线性响应理论，其中输运的密度在时间反演下为奇，且底层电荷不守恒。我们的框架适用于金属和绝缘体（拓扑平凡或非平凡的），并区分了体态和边缘态的贡献，以及带隙下电流和耗散电流的贡献。在时间反演不变系统中，我们证明了一个微观互易定理，表明只有费米能级处的耗散电流对密度积累有贡献，而带隙下电流则没有。相比之下，在非时间反演不变系统中，非耗散密度积累（如磁电极化）可以出现在体态和边缘中。重要的是，我们发现净密度积累并不总是消失，这指向了一种全局非守恒，意味着除了空间平均为零的“分布力矩”之外，还存在非零的积分“净力矩”。我们表明，分布力矩可以被吸收到满足 Onsager 互易性的重定义电流的散度中，而净力矩必须被明确考虑。最后，我们将我们的理论应用于具有边缘终端的二维模型。