未掺杂铜氧化物中热霍尔效应的探讨

最近在欠掺杂铜氧化物中观测到的磁起源热霍尔效应，要求对正方格子上未掺杂反铁磁化合物中的低能磁动力学进行批判性重新审视，而传统重整化自旋波理论曾被认为在此适用良好。使用 Holstein-Primakoff 玻色子形式，我们发现一旦显式考虑 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用，基于磁子的理论可以在磁子能带中导致有限的 Berry 曲率，但无法产生非零的热霍尔电导率。假设由杂质引起的意外掺杂以及磁子在这些杂质位点上的散射，在 Born 近似水平上无法预测斜散射。局域 skyrmion 缺陷的形成也被发现无法产生磁子热霍尔效应。转向基于 spinon 的情景，我们通过在著名的 spinon $\pi$-flux 模型中加入依赖于自旋的对角跃迁，写出了一个简单模型。由此产生的双能带模型在能带结构中具有 Chern 数，并产生热霍尔电导率，其磁场和温度依赖性密切模仿了观测到的热霍尔信号。作为免责声明，该模型没有坚实的微观基础，我们不声称已经找到了对数据的解释，但鉴于实验观测的出乎意料性质，希望这项工作能作为迈向某种程度理解的第一步。