可调 chirality 的非线性霍尔效应

非线性霍尔效应的泛化最近引起了广泛关注，越来越多的非中心对称材料显示出在时反演不变条件下更高阶的霍尔响应。内在的二阶霍尔响应源于 Berry 曲率的一阶矩——称为 Berry 曲率偶极子——这需要破坏反演和低晶体结构对称性。手性材料以其缺乏不当对称性(如反演、镜面面和旋转反演)而特别醒目。由于这种对称性的缺失，本文提出手性体系是研究 Berry 曲率偶极子引起的非线性霍尔效应的理想平台。我们使用最先进的第一性原理计算结合对称性分析，探索了各种手性材料类——金属 \ch{NbSi2}、半导体元素 Te、绝缘体 HgS 以及拓扑多极半金属 CoSi。我们展示了 Berry 曲率偶极子在这些手性材料中的出现及可调性。特别地，我们证明两种手性对偶对的 Berry 曲率偶极子呈现恰好相反的符号。我们补充了一般紧致模型和非线性霍尔电压的估计，这些电压是可实验测量的。我们的预测将手性材料提上作为实现非线性霍尔现象的新兴材料类，凸显这些系统尚未被充分探索的方面。