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手性反铁磁体中室温下的巨大反常能斯特效应

介观与纳米尺度物理 2019-01-04 v1 材料科学

摘要

铁磁导体中的温度梯度可在垂直于磁化强度和热流的方向上产生自发横向电压降。这种反常能斯特效应(ANE)通常被认为与磁化强度成正比,因此仅在铁磁体中被观察到,而最近的理论表明,ANE 提供了对 Fermi 能级 EFE_{\rm F} 处 Berry 曲率的量度。本文报道了在手性反铁磁体 Mn3_3Sn 中零磁场下观测到的巨大 ANE。尽管磁化强度极小(约 0.002 μB\mu_{\rm B}/Mn),零磁场下的横向 Seebeck 系数在室温下约为 0.35 μ\muV/K,并在 200 K 时达到约 0.6 μ\muV/K,与铁磁金属的已知最大值相当。我们的第一性原理计算表明,巨大的 ANE 来源于 EFE_{\rm F} 附近 Weyl 点关联的显著增强的 Berry 曲率。ANE 在几何上非常便于热电发电,因为它允许模块采用横向配置以有效覆盖热源。我们在反铁磁体中观测到巨大 ANE 的发现,为利用拓扑磁体开发新型高效、高密度集成热电偶材料开辟了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.1710.00062,
  title  = {Large anomalous Nernst effect at room temperature in a chiral antiferromagnet},
  author = {Muhammad Ikhlas and Takahiro Tomita and Takashi Koretsune and Michi-To Suzuki and Daisuke Nishio-Hamane and Ryotaro Arita and Yoshichika Otani and Satoru Nakatsuji},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.00062},
  year   = {2019}
}

备注

43 pages, 10 figures, 2 tables