外禀轨道霍尔效应：轨道斜散射以及扩散与内禀轨道输运之间的过渡
介观与纳米尺度物理
2025-04-09 v2 无序系统与神经网络
摘要
尽管最近在识别轨道霍尔效应（OHE）的实验特征方面取得了成功，但对这一独特现象背后微观机制的研究仍处于起步阶段。在此，我们使用一个有带隙的二维狄拉克材料作为OHE的模型系统，发展了一种能够非微扰地捕捉外禀无序效应的轨道输运微观理论。我们证明，该理论预测了几个迄今未知的效应，包括：(i) 轨道霍尔电导率对杂质散射势的强度和对称性有很强的依赖性，以及 (ii) 作为费米能和杂质密度函数的从内禀OHE到外禀OHE的平滑过渡。与先前（微扰）的研究相反，我们发现在稀杂质极限下，OHE表现出真正的扩散行为，我们将其归因于斜散射型过程的主导地位。更一般地，我们认为，新揭示的轨道斜散射机制即使在晶体结构是中心对称的情况下，也支配着大类二维材料的扩散OHE。我们的工作揭示了非微扰顶点修正对于完整描述轨道输运的关键性质，并证实了常见的短程杂质是OHE的关键促成因素。
引用
@article{arxiv.2408.04492,
title = {Extrinsic Orbital Hall Effect: Orbital Skew Scattering and Crossover Between Diffusive and Intrinsic Orbital Transport},
author = {Alessandro Veneri and Tatiana G. Rappoport and Aires Ferreira},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.04492},
year = {2025}
}
备注
Accepted version - 15 pages, 8 figures (includes supplementary material)