三维拓扑绝缘体中源于动力学轴子响应的拓扑相变特征

轴子电动力学最初在粒子物理背景下提出，在凝聚态物理中体现于三维拓扑绝缘体的拓扑场论描述中，并导致磁电效应，即施加磁（电）场 $\mathbf{B}(\mathbf{E})$ 会诱导极化（磁化） $\mathbf{p}(\mathbf{m})$。我们利用线性响应理论，在时变均匀弱磁场存在下，使用三维拓扑绝缘体的Fu-Kane-Mele模型研究相关的拓扑电流。通过计算动力学电流磁化率 $\chi^{\mathbf{j}_p\mathbf{j}_p}_{ij}(\omega)$，我们从其静态极限发现了弱拓扑（或普通）绝缘体与强拓扑绝缘体之间拓扑相变的“序参量”，该相变是连续的。$\chi^{\mathbf{j}_p\mathbf{j}_p}_{ij}(\omega)$ 在临界频率处表现出变号奇异性，且在拓扑绝缘态中强度受抑制。我们的结果可在三维拓扑绝缘体候选材料上的电流噪声实验中得到验证，以探测此类拓扑相变。