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二次触点半导体体的量子几何引导下的普适光学导电性

强关联电子 2025-03-25 v1

摘要

探索固体量子几何属性(超越拓扑属性)已成为当前固态物理研究的关键焦点。我们从量子度张量推导了光学导电性的几何公式,可适用于低能态。该通用公式还取决于能带色散的具体形状,除量子波函数的几何属性外。我们展示,对于二次触点(QBT)半导体体,光学导电性在光频率超过临界阈值后简化为σ=(e2/8)dmax2\sigma = (e^2/8\hbar)d^2_\mathrm{max},其中dmaxd_\mathrm{max}表示围绕能带交叉点的最大Hilbert-Schmidt量子距离。这一结果表明,QBT半导体体的光学导电性是普适的,完全由量子几何决定,独立于能带结构的其他细节。此外,在时反演和旋转对称性下,dmaxd_\mathrm{max}受限于离散值为0或1,导致量子几何普适光学导电性的离散化。通过第一性原理计算,我们展示我们的发现适用于实际材料,包括双层石墨烯、Pd3_3P2_2S8_8以及其他现实材料候选者。我们的工作凸显了量子几何在支配光学性质中的关键作用,这可以通过标准光学方法进行探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.18372,
  title  = {Universal Optical Conductivity from Quantum Geometry in Quadratic Band-Touching Semimetals},
  author = {Chang-geun Oh and Sun-Woo Kim and Kun Woo Kim and Bartomeu Monserrat and Jun-Won Rhim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.18372},
  year   = {2025}
}

备注

19 pages, 5 figures,