外尔半金属中手性反常诱导的非线性能斯特与热霍尔效应

外尔半金属（WSMs）中的手性反常或 Adler-Bell-Jackiw 反常对电子输运行为有显著影响，在电磁规范场存在时导致显著的纵向或平面电输运与热电输运现象。这些现象是平行电场（$\mathbf{E}$）和磁场（$\mathbf{B}$）（$\mathbf{E \cdot B }\neq 0$）或 $(\mathbf{B \cdot \nabla }T\neq 0)$（$\mathbf{\nabla}T$ 为热梯度）存在下，手性反常诱导的手性电荷与能量不平衡的后果。我们在此提出另外两种引人入胜的输运性质，即 WSMs 中在 $\mathbf{B \cdot \nabla}T\neq 0$ 存在时由手性反常诱导的非线性平面能斯特效应和非线性平面热霍尔效应。利用半经典玻尔兹曼输运理论，我们推导了手性反常诱导的非线性能斯特和热霍尔输运系数的解析表达式，并评估了它们在非线性区的基本数学关系。我们当前工作中发现的公式与近期预测的由贝里曲率偶极子诱导的非线性反常电输运与热电效应一致。此外，与近期工作不同，通过利用具有内禀手性化学势的晶格外尔哈密顿量，我们发现手性反常诱导的非线性平面效应即使在时间反演和空间反演均破缺的 WSMs 中一对相反倾斜或非倾斜的外尔锥情况下也可存在。此处预测的手性反常诱导非线性平面效应及相关参数依赖因而有望在真实 WSMs 实验中实现。