晶体中普适声子热霍尔效应的发现

绝缘体中的热霍尔效应（THE）是无电荷准粒子在磁场下运动所产生的显著现象。虽然磁振子或奇异自旋激发被认为是某些磁性材料中 THE 的起源，但越来越多的证据表明声子起着重要作用。然而，声子 THE 背后的机制仍然未知。在此，我们报告了在多种非磁性绝缘体和半导体中观察到 THE（包括平面 THE）：SrTiO3、SiO2（石英）、MgO、MgAl2O4、Si 和 Ge。虽然 SrTiO3 中反铁畸畴和 SiO2 中手性声子的存在可能使 THE 的解释复杂化，但在平庸绝缘体 MgO 和 MgAl2O4 以及高纯度本征半导体 Si 和 Ge 中对 THE 的惊人观察表明，声子 THE 是晶体的普适性质。在没有磁振子等其他对声子效应的影响下，这种普适声子 THE 以 $|\kappa_{xy}| \sim \kappa_{xx}^2$ 的标度律为特征。我们的结果实验发现了磁场中声子的基础物理，这应源于原子振动与磁场的直接耦合。从晶体中这种普适声子 THE 出发，所有先前对磁性或非磁性材料中 THE 的解释都需要被重新考虑。