非共振光诱导的拓扑相变及半-Dirac 材料的热电输运

我们表明，具有反演对称性破缺质量的半-Dirac（SD）系统在非共振光照射下会发生拓扑相变。利用 Floquet 理论，我们推导了能带结构、Chern 数和相图，发现随光强度在固定质量下扫过时，SD 系统经历正常-Chern-正常绝缘体相变。沿相位边界，我们观察到单半-Dirac-锥（SSDC）半金属性态，其中一个 SD 锥是无能隙的，另一个是有能隙的。非零的Berry 曲率分布 $\Omega(\mathbf{k}) \neq -\Omega ( - \mathbf{k})$ 产生轨道磁化 $M$ 和异常 Nernst（$\alpha_{xy}$）和热霍尔（$\kappa_{xy}$）电导率。我们指出，$M$ 在费米能级 $E_F$ 扫描绝缘隧穿带时保持不变，但在 Chern 绝缘体（CI）相中随 $E_F$ 线性变化。正如预期，正常绝缘体相中 $\alpha_{xy}$ 表现出反向的凹-峰型轮廓，而 CI 相中则呈现正向的凹-峰型。我们还发现，无论拓扑相如何，改变光的圆形极化方向从左到右都会导致 $M$、$\alpha_{xy}$ 和 $\kappa_{xy}$ 的符号改变，从而实现横向电荷和热流方向的反转。进一步，我们评估了电荷（$\sigma_{aa}$）、热电（$\alpha_{aa}$）和热（$\kappa_{aa}$）电导张量的分量（$a=x, y$），并考察了光对其的影响。由于沿 $y$ 方向的线性色散，$\alpha_{yy}$ 和 $\kappa_{yy}$ 远大于 $\alpha_{xx}$ 和 $\kappa_{xx}$，因为 Dirac 速度 $v_y^2$ 远大于 $v_x^2$。