本征二阶反常霍尔效应及其在补偿型反铁磁体中的应用

物理系统纯本征的响应性质在物理学研究中至关重要，因为它们探测了能带结构的基本性质，并允许进行定量计算及与实验对比。对于磁体中的反常霍尔输运，在施加电场的二阶项上可出现本征效应。我们证明该本征二阶反常霍尔效应与一个本征能带几何性质——动量空间中 Berry 联络 极化率 (BCP) 的偶极矩相关。该效应的标度关系与对称性约束不同于以往研究的外在贡献。特别地，在具有 $\mathcal{PT}$ 对称性的反铁磁体中，本征效应占主导。结合第一性原理计算，我们首次对反铁磁体 Mn$_{2}$Au 中的该效应进行了定量评估。我们表明 BCP 偶极及由此产生的本征二阶电导率在能带近简并处显著增强。重要的是，本征响应对 Néel 矢量取向表现出具有 $2\pi$ 周期性的敏感依赖性，这为 $\mathcal{PT}$ 不变反铁磁体中磁序的电学探测提供了一条新途径。