室温替磁体的宽带非线性赫鲁夫响应与多波混合
介观与纳米尺度物理
2025-11-14 v1
摘要
晶体对称性决定材料对机械应力和电磁场等外部刺激的线性和非线性响应，支配着如 piezoelectric性、光学活性和多波混合等现象，这些现象在广泛的技术应用中具有重要意义。替磁体是一种具有磁晶体结构有序的新型材料类，其中特定的晶体对称性操作将antiferromagnetic亚晶格相连，导致电子能带结构出现非相对论性自旋分裂。因此，替磁体的电学性质应唯一反映其潜在的对称性特征，从而可能在对外部驱动场的响应中产生新现象。本文报道了在室温下发现替磁体CrSb中宽带第三阶非线性异常赫鲁夫效应的事实。我们观察结果与对称性分析和模型计算的比较表明，这种非线性赫鲁夫响应是由Berry曲率四极子的非线性电导率引起的，该四极子存在于CrSb的自旋分裂能带结构中，并由其潜在的晶体和磁晶体对称性所特征化。我们随后利用CrSb的第三阶非线性电导率，用于实现一种具有显著四波混合输出的多波混合器，这在原理上可扩展至THz频率。我们的研究发现，替磁体的晶体磁有序性决定了其非线性电学性质，这可能促进高频电子器件、THz发生器、通信网络和能源收集等应用的发展。
引用
@article{arxiv.2511.10471,
title = {Broadband nonlinear Hall response and multiple wave mixing in a room temperature altermagnet},
author = {Soumya Sankar and Xingkai Cheng and Xinyu Chen and Xizhi Fu and Takahiro Urata Wataru Hattori and Wenlong Lu and Zihan Lin and Dong Chen and Claudia Felser and Hiroshi Ikuta and Junzhang Ma and Junwei Liu and Berthold Jäck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.10471},
year = {2025}
}