论平均自旋陈数

在本工作中，我们提出将平均自旋陈数（ASCN）作为绝缘材料中自旋自由度拓扑重要性的指标。每当该数为非零偶整数时，即将该材料区分为自旋陈绝缘体；且当存在与自旋对易并保护陈数的对称性时，该数是一个拓扑不变量。如果该数不为零，则表明材料具有非平凡的自旋输运性质，且其值在带隙内接近自旋霍尔电导率（SHC）的值。对于自旋与哈密顿量对易的系统，ASCN 与 SHC 相符。当自旋与哈密顿量的非对易性不可忽略时，两者同时非零。因此，ASCN 是对 SHC 内禀贡献的良好补充，并允许检测仅凭 SHC 值无法获取的材料拓扑信息。