非晶铁锗中的巡游铁磁性与本征反常霍尔效应

非晶铁锗体系($a$-Fe$_x$Ge$_{1-x}$)缺乏长程结构序，因此不存在有意义的布里渊区。对于铁浓度 $x$ 在约 $x=0.4$ 磁序起始之上，\aFeGe 的磁化强度可由 Stoner 模型很好地解释，表明非晶结构的局域序充分保留了 Fe-$3d$ 态的自旋分裂态密度，从而极化了电子结构，尽管 $\mathbf{k}$ 是一个不好的量子数。测量揭示了相对于晶态 FeGe 增强的反常霍尔电阻率 $\rho_{xy}^{\mathrm{AH}}$；将该 $\rho_{xy}^{\mathrm{AH}}$ 与反常霍尔电导的密度泛函理论计算进行比较，以厘清其潜在机制。本征机制——通常理解为占据 $\mathbf{k}$ 态上积分的 Berry 曲率，但此处表明在非周期材料中等价于占据能量上积分的曲率密度——主导了 $a$-Fe$_x$Ge$_{1-x}$ ($0.38 \leq x \leq 0.61$) 的反常霍尔电导。曲率密度是局域轨道态自旋轨道关联之和，因此可在不参照 $\mathbf{k}$ 空间的情况下计算。这一结果及伴随的针对本征反常霍尔电导的 Stoner 类模型，建立了对晶态与无序系统中反常霍尔效应底层物理的统一理解。