与探测电场相互作用的拓扑绝缘体–量子点杂化的光学响应

我们研究了在施加电场下拓扑绝缘体纳米颗粒与量子点之间的相互作用。拓扑绝缘体的电磁响应由准静态近似下的轴子电动力学导出。局域模被量子化为偶极玻色模式，其与量子点偶极耦合。因此，我们将该杂化体系视为与单一玻色模式相互作用的两能级系统，其中耦合强度编码了关于纳米颗粒非平凡拓扑的信息。杂化体系与环境的相互作用通过其与辐射输出模式的连续谱库以及声子模式库的耦合实现。特别地，我们使用 Zubarev 格林函数方法推导了系统光学吸收谱的表达式。我们将结果应用于一个真实系统，该系统由 TlBiSe$_{2}$ 制成的拓扑绝缘体纳米颗粒与硒化镉量子点相互作用构成，二者均浸没于如聚甲基丙烯酸甲酯之类的聚合物层中。光学吸收谱呈现出 Fano 共振，其线形强烈依赖于电场极化以及拓扑磁电极化率 $\theta$。我们的结果与方法也可应用于如 Cr$_{2}$O$_{3}$ 等非拓扑磁电材料。