蜂窝晶格上局域 f 电子的拓扑顺磁激子

我们研究了蜂窝晶格上由顺磁态中晶场（CEF）分裂的局域 f 电子态经位间交换所产生的色散顺磁激子。我们首先对可能的伊辛型单态-单态与 xy 型单态-双重态模型进行对称性分析。前者仅支持对称位间交换，而后者额外允许反对称 Dzyaloshinski-Moriya（DM）交换相互作用。我们利用响应函数形式体系与玻色子 Bogoliubov 方法计算了磁激子色散的闭合表达式。我们针对蜂窝晶格上显示反演对称破缺的最一般模型进行了计算，同时也讨论了有趣的特殊情形。通过计算顺磁激子的 Berry 曲率与陈数，我们表明 xy 模型在广泛参数范围内支持非平庸拓扑态。这导致在区边界能隙中存在具 Dirac 色散的激子拓扑边缘态，且无需磁有序的存在。