拓扑绝缘体边界的真空极化

本文研究以 $Z_2$ 拓扑指数和时间反演对称性为特征的拓扑绝缘体导电表面上的极化真空能。在零温下，该边界受到垂直于它的静态且空间均匀的磁场作用，以及由偏置电压产生的在所考虑表面附近均匀的电场作用。为此，我们考虑了由于与所施加磁场耦合的类轴子赝标因子存在非零梯度而引起的高斯定律的修正，该因子解释了系统的拓扑性质。这一项使我们能够找到对感应电荷的修正，从而改变了旋量场相对于普通表面的量子真空。极化真空能在弱场近似和一般情形下均进行了计算，并且由于所得能量依赖于边界上定义的一个长度，我们证明了存在倾向于使其收缩的力径向密度或表面剪切应力。