由室温非线性霍尔效应引起的巨非互易霍尔效应与宽带混频

量子材料中的非互易（NR）电荷输运已引起巨大兴趣，因为它提供了一条研究量子对称性相关物理的途径，并拥有诸多前瞻应用，如宽频范围内的整流与光电探测。迄今报道的 NR 输运沿纵向发生，其 NR 电阻限于欧姆电阻的百分之几。此处我们报道一种具有发散非互易性的横向非互易输运现象——巨 NR 霍尔效应。这在由聚焦离子束（FIB）沉积于 Si 衬底上的 Pt 导线以及具有 FIB 沉积 Pt 电极的外尔半金属 NbP 制成的微尺度霍尔器件的直流（DC）测量中，于零磁场下揭示。当沿器件 x 轴施加直流电流 Ix 时，其在近室温下产生沿 y 轴的电压 Vy，且 Vy 随 Ix 二次方标度。该横向电阻在切换电流方向时显示符号反转，源于 Pt 导线中无序散射的巨外禀非线性霍尔效应（NLHE）。虽然未发现 NbP 显示 NLHE，但 Pt 电极中产生的 NLHE 可传输至 NbP 霍尔器件，从而在 NbP 中产生惊人的大非线性反常霍尔效应，其霍尔角（${\Theta_H}$）远超室温下磁性导体的反常霍尔角记录值。此外，我们发现如此强的 NLHE 可导致宽带混频，霍尔电压的频率谱包含二次谐波产生、和频与差频产生以及其他多波混频分量。这些结果不仅首次展示了 NRHE 的概念，也为探索 NLHE 在太赫兹通信、成像与能量收集中的应用铺平了道路。