具有共格反铁磁性的拓扑绝缘体
介观与纳米尺度物理
2013-10-21 v3
摘要
我们研究了在非相互作用绝缘体中施加反铁磁（AFM）塞曼场（即 AFM 绝缘体）时的拓扑特征，其周期与晶格周期共格。这些绝缘体可以根据是否存在一种涌现的反幺正对称性进行分类：时间反演与晶格平移矢量的联合操作。对于保持这种联合对称性的 AFM 绝缘体，无论晶格结构或磁结构的细节如何，我们证明：(i) 存在一种由该联合对称性保护的新型 Kramers 简并；(ii) 可以为 3D AFM 绝缘体定义一个新的指数，但不能为低维绝缘体定义；(iii) 在具有非平凡指数的 3D AFM 绝缘体中，当且仅当表面终止也保持该联合对称性时，存在奇数个无能隙表面模式，但如果 AFM 传播矢量相对于倒格矢变得很小，表面态的色散将变得高度各向异性。我们通过计算存在不同传播矢量的 AFM 场时 3D 拓扑绝缘体表面态的谱权重，数值地验证了该理论，这可能在具有诱导反铁磁性的 BiSe或 BiTe中通过 ARPES 观测到。
引用
@article{arxiv.1304.6081,
title = {Topological Insulators with Commensurate Antiferromagnetism},
author = {Chen Fang and Matthew J. Gilbert and B. Andrei Bernevig},
journal= {arXiv preprint arXiv:1304.6081},
year = {2013}
}
备注
14 pages + 3 pages of appendix; 7 figures. Missing Refs. on SmB$_6$ added