通过晶体对称性操控 2D 准磁性材料中的异常输运
介观与纳米尺度物理
2026-01-09 v1
摘要
异常输运，包括异常霍尔效应(AHE)和异常纽恩效应(ANE)，是时间反演对称性破缺响应的典型表现。在一般情况下，具有相反霍尔电导率的两种霍尔态可视为与磁性有序相耦合的时间反演配对，二者之间的切换依赖于通过外部磁场或电流来反转磁化方向。本文介绍了一种通过在二维(2D)准磁性系统中进行晶体对称性工程来操控异常输运的 method。基于对称性分析，我们展示，具有垂直于平面的 N\'eel 向量的 2D 准磁性材料(AM)将不会携带任何异常霍尔输运。值得注意的是，通过破坏连接两个磁亚层的对称性，即可立即涌现出异常霍尔响应，而异常霍尔和异常纽恩电导率的符号可以通过对称性破坏项来灵活控制，从而实现可调的可逆异常输运。此外，通过显式的晶格模型构建进一步验证了该理论方案的可行性。我们利用第一性原理计算，考察了晶体对称性控制异常输运在 2D AM 材料 CrO 中实现的可能性。结果表明，具有垂直于平面的 N\'eel 向量的 CrO 在持续的单轴应变下依次表现出 AHE 和量子异常霍尔效应(QAHE)。有趣的是，这两种效应之间的符号反转可通过仅仅旋转应变方向即可通过 C 对称性来实现。也揭示了相应的 ANE 及其符号反转。我们的发现提供了一种新的操控异常输运的策略，应具有重要的应用潜力。
引用
@article{arxiv.2601.01564,
title = {Manipulating Anomalous Transport via Crystal Symmetry in 2D Altermagnets},
author = {Dan Li and Shuaiyu Wang and Jiabin chen and Zeling Li and Chaoxi Cui and Lei Li and Lei Wang and Zhi-Ming Yu and Xiaodong Zhou and Xiao-Ping Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.01564},
year = {2026}
}