Heisenberg-Kitaev 反铁磁体中磁子-极化子驱动的热霍尔效应
强关联电子
2023-02-28 v2
摘要
热霍尔效应定义为垂直于外加温度梯度的热流响应，是探测奇异电绝缘物质相的核心实验手段。一个关键问题是如何通过磁性与结构自由度的相互作用产生非零的热霍尔电导率（THC）。在此，我们给出 Heisenberg-Kitaev 反铁磁体及自旋液体候选材料 NaCoTeO 中由所谓磁子极化子的量子几何 Berry 曲率（源于磁子-声子杂化）引起的本征热霍尔效应证据。低温下，我们的场与温度依赖测量显示，在低于 10 T 的磁场下 THC 为负，而在更高磁场下符号变为正 THC。理论上，THC 的符号与数量级无法仅由磁激发解释。我们证明，通过将自旋-晶格耦合纳入理论计算，磁子极化子的 Berry 曲率抵消纯磁子贡献，反转 THC 的整体符号并增大其量级，从而显著改善与实验数据的一致性。我们的工作凸显了自旋-晶格耦合在热霍尔效应中的关键作用。
引用
@article{arxiv.2201.11396,
title = {Magnon-Polaron Driven Thermal Hall Effect in a Heisenberg-Kitaev Antiferromagnet},
author = {N. Li and R. R. Neumann and S. K. Guang and Q. Huang and J. Liu and K. Xia and X. Y. Yue and Y. Sun and Y. Y. Wang and Q. J. Li and Y. Jiang and J. Fang and Z. Jiang and X. Zhao and A. Mook and J. Henk and I. Mertig and H. D. Zhou and X. F. Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.11396},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 4 figures