Dinâmica da Fase de Berry de Cristais de Elétrons Deslizantes

Sistemas como cristais de Wigner e ondas de densidade de carga incommensuráveis que quebram espontaneamente uma simetria de tradução contínua possuem propriedades de transporte incomuns que surgem de sua capacidade de deslizar de forma coerente no espaço. Estudos experimentais e teóricos recentes sugerem que a quebra espontânea de simetria de tradução em alguns materiais bidimensionais com geometria quântica não trivial (por exemplo, grafeno pentalayer romboédrico) leva a um estado de cristal eletrônico topologicamente não trivial chamado cristal Hall anômalo, caracterizado por uma condutividade longitudinal de resposta linear dc que se anula e uma condutividade Hall que não se anula. Neste trabalho, apresentamos uma investigação teórica da dinâmica de deslizamento deste novo tipo de cristal eletrônico, levando em consideração a geometria quântica não trivial do sistema. Descobrimos que, quando acelerado por um campo elétrico externo, o cristal adquire uma velocidade anômala transversal que decorre não apenas da curvatura de Berry da banda mãe, mas também da não invariância galileana do estado do cristal (ou seja, estados de cristal com momentos diferentes não estão relacionados por simples impulsos de momento). Mostramos ainda que a aceleração do cristal modifica sua corrente interna a partir do valor do cristal estático que é determinado pelo número de Chern do estado do cristal. A condutância Hall líquida, incluindo contribuições do movimento do centro de massa e da corrente interna, em geral não é quantizada. Como um exemplo experimentalmente relevante, apresentamos resultados numéricos em grafeno pentalayer romboédrico e discutimos possíveis implicações experimentais.