耦合能带模型中二维电子的拓扑贝里相位与回旋轨道的半经典量子化
介观与纳米尺度物理
2015-05-19 v2
摘要
我们考虑了具有粒子-空穴对称谱的耦合双能带模型中二维布洛赫电子的回旋轨道的半经典量子化。作为具体例子，我们研究了石墨烯（单层和双层）以及氮化硼。主要关注半经典量子化中 阶的波动效应——如贝里相位和马祖尔指数——及其在所得朗道能级中产生的非平凡偏移。具体而言，我们表明朗道能级中出现的指数偏移与电子在回旋轨道期间获得的贝里相位的拓扑部分（基本上是耦合能带相关的赝自旋 1/2 方向的绕数）有关，而非通常所说的完整贝里相位。因此，与通常的能带绝缘体相比，耦合能带绝缘体的朗道能级发生了偏移。我们还以氮化硼为例，详细研究了整个布里渊区中的贝里曲率，并表明其计算需要谨慎定义“依赖于 k 的哈密顿量” ，其中 k 是布洛赫波矢。
引用
@article{arxiv.1006.5632,
title = {Topological Berry phase and semiclassical quantization of cyclotron orbits for two dimensional electrons in coupled band models},
author = {J. N. Fuchs and F. Piechon and M. O. Goerbig and G. Montambaux},
journal= {arXiv preprint arXiv:1006.5632},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 6 figures, submitted to EPJB