轨道磁化探测自旋轨道耦合$\alpha$-$T_3$体系中的拓扑相变
介观与纳米尺度物理
2024-10-28 v4
摘要
当考虑Kane-Mele型自旋轨道相互作用时，-体系在 两侧的两个不同量子自旋霍尔相之间发生拓扑相变(TPT)。作为该TPT的特征，我们发现Berry曲率与轨道磁矩在TPT两侧分别改变符号。我们还在另一物理可观测量即轨道磁化(OM)中发现了TPT的踪迹，原则上可通过与光吸收相关的圆二色性实验探测。OM的拓扑特征从谷与自旋物理的角度得以理解。当化学势调谐至能谱禁带中时，谷分辨OM(VROM)与自旋分辨OM(SROM)展现出与谷陈数和自旋陈数相关的有趣特征。特别地，我们发现禁带中VROM对化学势的斜率在TPT两侧符号突变，这也与谷陈数的相应变化一致。此外，SROM的斜率在TPT处突跃一个单位 （其中 为电子电荷， 为普朗克常数），这也与自旋陈数的相应变化相符。进一步可见，确定的自旋-谷光学选择定则支配着圆二色性。分辨的光学偏振度与低频微分光吸收率在TPT两侧均呈现符号改变。我们讨论了不同量子自旋霍尔相在光吸收率中的实验可行特征。
引用
@article{arxiv.2309.07074,
title = {Orbital magnetization senses the topological phase transition in a spin-orbit coupled $\alpha$-$T_3$ system},
author = {Lakpa Tamang and Sonu Verma and Tutul Biswas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.07074},
year = {2024}
}
备注
18 pages, 15 figures