体材料无 Berry 曲率时表面诱导的电子 Berry 曲率
介观与纳米尺度物理
2023-07-06 v1 材料科学
摘要
近年来已明确，电子 Berry 曲率（BC）是理解和预测晶体材料物理性质的关键概念。电荷、自旋和热输运中大量有趣的 Hall 型响应是由固体内部电子能带相关的 BC 引起的：磁性材料中的反常 Hall 效应，以及缺乏反演对称性的非磁性系统中的各种非线性 Hall 和 Nernst 效应。然而，对于已知最大类的材料——具有反演对称性的非磁性材料——电子 BC 严格为零。在此我们表明，恰恰对于这些体无 BC 的材料，在其表面和界面处可出现有限的 BC。这立即激活了某些表面产生 Hall 型输运响应。我们通过第一性原理计算铋、碲化汞（HgTe）和铑的各种对称性表面的 BC 证明了这一点，揭示了其中若干表面存在表面 Berry 曲率偶极及其相关的量子非线性 Hall 效应。这为探索和利用专门由其边界相关的电子 Berry 曲率所产生的物理效应开辟了众多材料。
引用
@article{arxiv.2206.12219,
title = {Surface induced electronic Berry curvature in Berry curvature free bulk materials},
author = {Dennis Wawrzik and Jorge I. Facio and Jeroen van den Brink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12219},
year = {2023}
}
备注
3 figures