非共线反铁磁锰基反钙钛矿氮化物中的巨异常能斯特效应

异常能斯特效应（ANE）——在导电铁磁体或反铁磁体中由纵向热流产生横向电压——是自旋热电子学中热电发电的一种引人关注的方法。反铁磁体中的 ANE 特别便于制造高效且高密度集成的温差堆，因为热电模块的横向构型增加了热源的覆盖面积，且不会受到铁磁体固有的杂散场影响。本工作中，我们利用第一性原理计算结合群论分析，系统研究了非共线反铁磁锰基反钙钛矿氮化物 Mn$_{3}X$N（$X$ = Ga, Zn, Ag, Ni）中依赖于自旋序的 ANE。Mn$_{3}X$N 中的 ANE 在 R1 相中被对称性禁止，而在 R3 相中达到最大值。在所有 Mn$_{3}X$N 化合物中，Mn$_{3}$NiN 在 200 K 下呈现出最显著的异常能斯特电导率 1.80 AK$^{-1}$m$^{-1}$，若施加应变、电场或磁场可进一步增强。Mn$_{3}$NiN 中的 ANE 比著名的 Mn$_{3}$Sn 大一个数量级，是迄今在反铁磁体中发现的最大值。Mn$_{3}$NiN 中的巨 ANE 源于费米能级处异常霍尔电导率的尖锐斜率，这可由 Mott 关系很好地理解。我们的发现为实现反铁磁自旋热电子学提供了一种新颖的宿主材料，有望在能量转换与信息处理中获得令人兴奋的应用。