狄拉克和外尔金属中的负纵向磁电阻

最近发现狄拉克和外尔金属的特征是一种不寻常的弱场纵向磁电阻：大、负且随磁场二次方变化。这已被证明源于手性异常，即在外部电场和磁场共线存在时手性电荷不守恒。本文报道了狄拉克和外尔金属中该效应的理论。我们证明该现象包含两个重要成分。其一是磁场诱导的手性电荷密度与总电荷密度（或相对论场论术语中的矢量电荷密度）之间的耦合。这源于贝里曲率，原则上只要贝里曲率非零就存在，即并非狄拉克和外尔金属所特有。然而，只有当第二成分存在时，这种耦合才会导致大的负二次方磁电阻，即手性电荷密度是近乎守恒的量且弛豫时间长。这一性质是狄拉克和外尔金属特有的，且仅当费米能级接近狄拉克或外尔节点时才实现，表达了这些材料在低能下的重要性质，即涌现手性对称性。