基于量子动力学方程的玻色系统本征非线性热导率形式化

非线性响应在输运现象中引起显著关注，因为即使线性响应被对称性禁止，仍可出现非线性效应，且薄金属波函数的量子几何结构发挥关键作用。虽然此类效应在电输运中已有广泛研究，但类似的量子几何机制也预期支配非线性热输运。特别是，热响应在玻色系统中至关重要，如磁子和声子，这些都是带电中微子。然而，由于难以处理能量磁化在更高阶响应中的 Luttinger 引力势方法，玻色系统中非线性热输运的一致理论描述仍具挑战性。本文采用量子动力学方程方法构建玻色系统的本征非线性热导率形式化，既避免了 Luttinger 方法，又自然地包含能量磁化的贡献。我们识别出非线性热导率的三个不同贡献：两个以量子几何量表表达式，即量子度和热 Berry 连接极化率 (TBCP)，以及第三个仅由能带色散决定。将该形式化应用于特定量子自旋模型的线性自旋波理论后，我们表明在无三向对称性时，TBCP 项主导非线性热霍尔效应。我们的结果与半经典理论得到的结果在数量上有所不同，从而凸显了超越半经典图景的量子修正的重要性。这些发现为玻色系统的本征非线性热响应提供了通用框架，揭示了超越线性响应理论的热输运背后的量子几何机制。