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Anomalous equilibrium currents for massive Dirac electrons

机译：用于大规模狄拉科电子的异常平衡电流

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摘要

Electric currents flowing transverse to the electric field in the absence of magnetic fields in systems with broken time-reversal symmetry lead to the anomalous Hall effect observed in DC transport experiments. When the system is in equilibrium and there is no transport, anomalous currents still exist, inducing measurable magnetic fields or magnetic moments. In this paper, we employ the two-dimensional massive Dirac equation to find the exact current flowing along a potential step of arbitrary shape. The current is universal, i.e., it depends only on the asymptotic value of the potential drop. For a spatially slowly varying potential we find the current density j(r) and the energy distribution of the current density j(epsilon)(r). The latter turns out to be unexpectedly nonuniform, behaving like a S function at the border of the classically accessible area at energy epsilon. Consequently, even in a weak electric field the transverse current density cannot be described semiclassically. To demonstrate explicitly the difference between the magnetization and transport currents we consider the transverse shift of an electron ray in an electric field.
机译：在具有破裂时间反转对称的系统中没有磁场的磁场横向流动的电流导致在直流运输实验中观察到的异常霍尔效应。当系统处于平衡并且没有传输时，异常电流仍然存在，诱导可测量的磁场或磁矩。在本文中，我们采用二维大规模DIRAC方程，以找到沿着任意形状的电位步骤流动的精确电流。电流是普遍的，即，它只取决于潜在液滴的渐近值。对于空间缓慢变化的电位，我们发现电流密度J（R）和电流密度J（epsilon）（R）的能量分布。后者结果是出乎意料的不均匀，表现得像是在能量epsilon的经典访问区域边界处的函数。因此，即使在弱电场中，也不能解决横向电流密度。为了显式证明磁化和传输电流之间的差异，我们考虑了电场中的电子射线的横向偏移。

著录项

  • 来源
    《Physical review》 |2019年第11期|115404.1-115404.12|共12页
  • 作者

    Silvestrov P. G.; Recher P.;

  • 作者单位

    TU Braunschweig Inst Math Phys D-38106 Braunschweig Germany;

    TU Braunschweig Inst Math Phys D-38106 Braunschweig Germany|Lab Emerging Nanometrol Braunschweig D-38106 Braunschweig Germany;

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