拓扑磁电效应：非线性时间反演对称响应、Witten 效应与半整数量子霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2020-07-16 v2 强关联电子
摘要
三维空间中的拓扑绝缘体(TI)可由量子化的磁电系数来表征。然而，在存在时间反演对称时，该耦合没有可实验观测的后果，因为体态与表面态的贡献相互抵消。相反，TI 的特征响应是一种非线性磁电效应。本文讨论了非线性磁电响应的场论方面以及针对实验相关几何的数值计算。不同于此效应，磁电耦合会结合一个电荷 以响应磁单极子，这被称为 Witten 效应。如果时间反演被显式破缺，例如由作用于表面层的塞曼场，则 TI 的电磁响应可由表面电子的半整数量子霍尔效应来描述。
引用
@article{arxiv.2004.12840,
title = {Topological Magnetoelectric Effect: Nonlinear Time-Reversal-Symmetric Response, Witten Effect, and Half-Integer Quantum Hall Effect},
author = {Heinrich-Gregor Zirnstein and Bernd Rosenow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.12840},
year = {2020}
}
备注
11 pages, 4 figures. Review. v2: References added