图1(a)手性绝缘体和金属的键合系统。手性绝缘子上的温度梯度会产生从手性绝缘体到金属的旋转电流。 (b)磁旋转效果的示意图。 (c)手性绝缘体中的声子分散。
轨道省的领域已经出现了通过启用环保电子设备来影响信息技术的巨大潜力。主要的电子自由度是轨道角动量,它可以产生无数现象,例如轨道霍尔效应(OHE),扭矩和轨道磁电效应。在这里,我们通过逼真的时间依赖电子结构仿真探索非磁性材料的磁反应,即超薄PT纤维,以对不同极化和螺旋性的超快激光脉冲。我们证明了显着的轨道和自旋磁化的产生,并确定了由OHE相互作用,反向法拉第效应和自旋轨道相互作用组成的潜在机制。我们的发现主张使用光在不是固有磁性的材料中编码磁性信息的前景。
量子异常霍尔效应(QAHE)已在磁掺杂的拓扑绝缘子中进行了实验观察到。然而,主要归因于吸毒者磁掺杂的超高温度(通常低于300 mk),成为潜在应用的艰巨挑战。在这里,提出了一种非磁性策略来产生铁磁性并在拓扑绝缘子中实现Qahe。我们从数值上证明,在BI 2 SE 3,BI 2 TE 3和SB 2 TE 3中,非磁性氮或碳取代可以诱导磁矩,而只有氮掺杂的SB 2 TE 3系统才能表现出远距离的铁磁性,并保存大型的散装带隙。我们进一步表明,其相应的薄膜可以在17-29开尔文的温度下携带Qahe,这比相似系统中典型实现的温度高两个数量级。我们提出的非磁性掺杂方案可能会阐明拓扑绝缘体中高温QAHE的实验性实现。