磁性 Weyl 半导体中的平面霍尔平台
介观与纳米尺度物理
2024-12-23 v1 材料科学
摘要
尽管近年来平面霍尔效应 (PHE) 的研究取得了显进展，但此前的所有工作仅表明PHE与局部几何量（如Berry曲率）相关。本文首次指出，磁性Weyl 半导体中的PHE直接关联于Weyl 点的全球量，即Chern 数。这一发现导致一个显著的结论，即本文预测的PHE观测对许多系统细节（包括费米能）都具有鲁棒性。磁性Weyl 点与非磁性Weyl 点的主要区别在于后者打破了时间反演对称性T，从而通常具有能量倾斜。我们通过半经典玻尔兹曼理论，研究具有能量倾斜和任意Chern 数的通用磁性Weyl 模型中的PHE。我们发现，通过将磁场和电场方向对齐，PHE电导率由Berry 曲率和轨道磁矩贡献的迹与Weyl 点的Chern 数和能量倾斜成正比，导致在改变费米能时观察到此前未发现的量化PHE平台。我们进一步在一个不具备T 对称性的更真实的晶格模型中验证了PHE平台的存在。通过提出一种新的量化物理量，本工作不仅为从提取Weyl 点的拓扑特征提供了新工具，还表明拓扑与磁性的相互作用可以产生引人注目的物理现象。
引用
@article{arxiv.2406.11273,
title = {Planar Hall Plateau in Magnetic Weyl Semimetals},
author = {Lei Li and Chaoxi Cui and Run-Wu Zhang and Zhi-Ming Yu and Yugui Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.11273},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 5 figures