拓扑绝缘体表面态中的三阶霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2023-06-29 v2 材料科学
摘要
具有时间反演和空间反演对称性的材料由于净贝里曲率为零，无法产生线性与非线性响应。然而，在限制晶格对称性后，此类系统中可产生高阶霍尔响应。受近期发现的由贝里联络极化率（即贝里联络对外加电场的变化率）介导的三阶霍尔（TOH）响应所启发，本文仅在外加电场作用下，研究六方翘曲拓扑绝缘体（如 BiTe）表面态中此类霍尔效应的存在性。利用半经典玻尔兹曼形式体系，我们研究了倾斜与六方翘曲对贝里联络极化率张量的影响，进而在狄拉克锥保持无隙的条件下探讨 TOH 效应。我们发现响应幅度随倾斜强度与翘曲程度的增大而显著增强，因此二者可对该效应进行调控。此外，我们还探究了化学掺杂对该体系 TOH 响应的影响。有趣的是，基于对称性分析我们表明，TOH 可作为该体系中的主导阶响应，这可直接在实验中得到验证。
引用
@article{arxiv.2209.06867,
title = {Third-order Hall effect in the surface states of a topological insulator},
author = {Tanay Nag and Sanjib Kumar Das and Chuanchang Zeng and Snehasish Nandy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.06867},
year = {2023}
}
备注
9 pages, 2 figures