与离散平移对称性相容的相对论自旋-晶格相互作用
介观与纳米尺度物理
2025-07-16 v2
摘要
近期对轨道角动量的关注导致对固体中自旋-轨道耦合效应的研究迅速扩展，同时也凸显了显著的技术挑战。旋转对称性的破缺使得轨道角动量算符在概念和计算上都变得难以定义，导致描述轨道运动时出现问题。为此，本文提出了另一种框架。基于完整相对论相互作用的 Bloch 表示，我们推导出一种直接耦合电子自旋的场，同时保持离散平移对称性，从而无需位置算符。我们的方法完全兼容用于静态和时序密度泛函理论的现有第一性质计算框架。我们演示了该方法在描述 Edelstein 效应和自旋霍尔效应方面比传统的轨道角动量公式更有效。
引用
@article{arxiv.2503.00652,
title = {Relativistic Spin-Lattice Interaction Compatible with Discrete Translation Symmetry in Solids},
author = {Bumseop Kim and Noejung Park and Kyoung-Whan Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.00652},
year = {2025}
}