轴子绝缘体的表面

轴子绝缘体是磁性拓扑绝缘体，其中非平凡的 $\mathbb{Z}_2$ 指数由反演对称性而非时间反演对称性保护。轴子绝缘体天然带隙的表面产生半量子化表面反常霍尔电导（AHC），但表面 AHC 的符号无法由拓扑论证确定。本文中，我们考虑轴子绝缘体表面的拓扑现象。具体而言，我们在烧绿石晶格（pyrochlore lattice）上构造最小紧束缚模型，并研究全入全出（AIAO）与铁磁（FM）自旋构型。我们还采用了一种最近提出的直接计算表面 AHC 的方法，从而探究表面终止与磁序的相互作用如何决定半量子化表面 AHC 的符号。在 AIAO 序情形下，我们表明可构造一种在任何维度边界（表面、棱或角）上均无受保护金属态的拓扑态，尽管许多表面构型会出现手性棱模式。在 FM 情形下，外场对磁化的旋转提供了控制手性棱模式的有望手段，这些模式也可出现在表面台阶或体畴壁在表面露头处。