畸变kagome结构GdTi3Bi4中的各向异性反常霍尔效应
材料科学
2026-02-04 v1 强关联电子
量子物理
摘要
拓扑kagome磁体为探索几何、拓扑、自旋和关联之间量子相互作用的复杂图景提供了丰富平台。GdTi3Bi4结晶为层状Ti基kagome网络，与沿a轴的锯齿形Gd链交织，并在15 K以下反铁磁有序。在此，我们展示了GdTi3Bi4在不同方向上的温度和场依赖电输运性质。该材料在2 K、B平行于c时表现出410 S cm⁻¹的反常霍尔电导率，而在B平行于a时完全消失，尽管在两个方向观察到相似的磁化强度。这种行为相当矛盾，因为反常霍尔效应通常与磁化强度成比例。通过第一性原理计算，我们证明，在Gd 4f子晶格打破时间反演对称性并存在自旋轨道耦合的情况下，磁化方向控制了Ti t₂g能带中的轨道混合，重新定位了贝里曲率热点，并产生了观察到的取向选择性反常霍尔电导率。这些结果确立了GdTi3Bi4作为研究反常霍尔效应新途径（如定向反常霍尔效应）的平台，从而为磁性与电子结构之间的复杂耦合提供了新见解，为探索新颖量子现象铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2601.07578,
title = {Anisotropic anomalous Hall effect in distorted kagome GdTi3Bi4},
author = {Avdhesh K. Sharma and Bo Tai and Subhajit Roychowdhury and Premakumar Yanda and Ulrich Burkhardt and Xiaolong Feng and Claudia Felser and Chandra Shekhar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.07578},
year = {2026}
}