大型Berry曲率效应由扩展节点结构诱导：理性设计策略与高通量材料预测

Berry曲率可显著性地改变电子动力学，从而为电子操作和新型器件应用提供有效途径。与Weyl/Dirac半导体中的零维节点点相比，更高维的扩展节点结构（如节点线和节点面）更可能与费米面相交，从而在无需微调化学势的情况下产生大型Berry曲率效应。本文提出了一种利用直线节点线（SNLs）和平坦节点面（FNSs）来设计大型Berry曲率效应的策略，并详尽列举了1651个磁空间群（MSGs）中的SNLs和FNSs。我们展示了SNLs和FNSs可以在布里渊区广泛分布地产生大型Berry曲率。作为应用，我们识别了158个包含FNSs、SNLs或两者兼具且允许非零异常霍尔导电率（AHC）的MSGs。基于这158个MSGs，我们从MAGNDATA磁性材料数据库中进行高通量计算，筛选出AHC值超过$500\,\Omega^{-1}{\rm cm}^{-1}$的60种材料。我们选取了候选材料$\rm SrRuO_3$和$\rm Ca_2NiOsO_6$来分别演示FNSs和SNLs对一个和两个非零AHC分量的贡献。我们还研究了通过对称性破坏对AHC的调控，概述了所有可能的对称性破坏路径，并选取了候选材料HoNi通过施加外部磁场来演示这一方法。此外，我们识别出候选材料中的Berry曲率四极矩，表明我们的策略可以推广到Berry曲率多极效应。我们的工作将指导理论和实验中设计大型Berry曲率效应的材料，对广泛的器件应用具有重要意义。