铋中狄拉克电子的输运性质与抗磁性
介观与纳米尺度物理
2015-06-22 v1 材料科学
摘要
铋晶体因其特殊的电子态而具有显著的性质，例如舒布尼科夫 - 德哈斯 (Shubnikov-de Haas) 效应和德哈斯 - 范阿尔芬 (de Haas-van Alphen) 效应。最重要的是，铋的巨大抗磁性曾是量子力学建立后不久的一个长期谜题，该谜题最终于 1970 年基于 Wolff 推导的有效哈密顿量得以解决，归因于在大自旋 - 轨道相互作用存在下磁场的带间效应。该哈密顿量本质上与狄拉克哈密顿量相同，但具有空间各向异性且有效速度远小于光速。本文回顾了基于 Wolff 哈密顿量及其各向同性版本描述的系统在输运和光学性质方面的理论理解进展，如弱场霍尔效应及自旋霍尔效应和交流电导率，并特别关注探索其与轨道磁性的可能关系。研究表明，一方面绝缘态下的自旋霍尔电导率与轨道磁化率之间存在基本关系，另一方面在磁光学中存在完全自旋极化电流的可能性。文中提出了对这些有趣特征的实验测试方案。
引用
@article{arxiv.1407.2179,
title = {Transport Properties and Diamagnetism of Dirac Electrons in Bismuth},
author = {Yuki Fuseya and Masao Ogata and Hidetoshi Fukuyama},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.2179},
year = {2015}
}
备注
22 pages, 23 figures, submitted to J. Phys. Soc. Jpn