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层选择性近邻破坏在 1H-TMD 金属中实现异常与非线性霍尔响应

介观与纳米尺度物理 2026-04-02 v2

摘要

非线性霍尔响应是量子几何的直接电气探针,但在许多原始二维金属中因对称性被禁止。我们展示了层选择性磁性近邻在金属 1HNbX21H-NbX_2 (X=S,Se,TeX=\mathrm{S,Se,Te}) 中开启本征线性和非线性霍尔效应,其中 native D3hD_{3h} 对称性迫使 both 异常霍尔导电率和 Berry 曲率偶极子 (BCD) 完全为零。结合全相对密度泉函理论和 Wannier 插值,揭示了保持 C3C_3 的垂直近邻交换可产生可观的 sheet 异常霍尔导电率,σxysheet102(e2/h)\sigma^{\mathrm{sheet}}_{xy} \sim 10^{-2}(e^2/h),同时保持 BCD 正好为零。通过添加平面内交换分量(或正交双面交换纹理)来破坏 C3C_3,可产生强可调的 BCD,从而产生约为平面内交换尺度的线性非线性霍尔导电率, Dy|D_y| 可达 10210^{-2} 埃,并在 NbTe2_2 中最大化。这些幅度意味着在微米尺寸霍尔棒下以 mA 交流驱动下可轻松测量第二谐波霍尔电压。我们进一步提出一种双界面器件,其中第一和第二谐波霍尔电压的符号提供两种位查找信号,仅使用相同接触即可实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2603.24019,
  title  = {Layer-Selective Proximity Symmetry Breaking Enables Anomalous and Nonlinear Hall Responses in 1H-TMD Metals},
  author = {Yusuf Wicaksono and Toshikaze Kariyado},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2603.24019},
  year   = {2026}
}