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金属自旋冰中的声子热霍尔效应

强关联电子 2022-08-09 v1 材料科学

摘要

声子能在多种材料中产生热霍尔效应已成为共识,尽管其 underlying 机制仍有争议。我们研究了 Pr2_2Ir2_2O7_7 中的纵向 κxx\kappa_{xx} 与横向 κxy\kappa_{xy} 热导率,其为自旋冰的金属类似物。尽管存在移动电荷载流子,我们发现 κxx\kappa_{xx}κxy\kappa_{xy} 均由声子主导。κxx\kappa_{xx}T/HT/H 标度关系明确揭示纵向热流因声子在顺磁自旋上的共振散射而显著受阻。随降温,该共振散射受自旋冰关联发展的强烈影响,且 κxx\kappa_{xx} 相对于磁场方向以各向异性方式偏离标度。引人注目的是,一组 κxx\kappa_{xx}κxy\kappa_{xy} 数据清楚显示 κxy\kappa_{xy} 在对外磁场的响应中与 κxx\kappa_{xx} 相关,包括 T/HT/H 标度关系的成立及其在低温下的失效。这一显著相关性提供了确凿证据:自旋-声子散射不仅阻碍纵向热传导,也在产生横向响应中扮演不可或缺的角色。

关键词

引用

@article{arxiv.2202.12149,
  title  = {Phonon thermal Hall effect in a metallic spin ice},
  author = {Taiki Uehara and Takumi Ohtsuki and Masafumi Udagawa and Satoru Nakatsuji and Yo Machida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2202.12149},
  year   = {2022}
}

备注

18 pages, 4 figures