由 $\theta$-电动力学描述的核壳半导体-拓扑绝缘体量子点的光学子带性质

分析了在均匀外磁场下，由核壳 GaAs 量子点构成的单电子系统中同心嵌入的球形拓扑绝缘体的光学性质。拓扑绝缘体的磁电响应在 $\theta$-电动力学的有效框架中计算，该框架允许通过格林函数法对感应电势和磁势进行解析计算。GaAs 哈密顿量在有效质量近似下构建，其对应的薛定谔方程通过拉格朗日网格法数值求解。我们计算了由非线性迭代密度矩阵形式到三阶的总吸收系数和折射率变化。我们的结果表明，磁电材料的存在导致了原本不允许的新偶极跃迁。此外，与垂直偏振相比，当入射光偏振平行于外磁场时，发现光子吸收增强。而且，我们报告了当 $\theta$ 参数值增大时光学函数出现明显的蓝移。这些结果可用于磁电极化率（正比于 QED 精细结构常数 $\alpha$）的间接实验测量。