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基于量子几何的 $p-$型硒烯的极向单向磁传输

介观与纳米尺度物理 2026-02-17 v1

摘要

单向磁阻,或电动力磁旋异象 (eMChA),是一种在无中心对称性导体中产生的非线性磁传输现象,其中电阻变化 R(B)R(B) 的形式为:(i) 手性的,ΔR(B)/R(0)=2χIB\Delta R(B)/R(0)=2\,\chi\, {\bf I}\cdot{\bf B},或 (ii) 极向的,ΔR(B)/R(0)=2γI(P×B)\Delta R(B)/R(0)=2\,\gamma\, {\bf I}\cdot({\bf P}\times{\bf B}),其中 eMChA 系数为 χ\chiγ\gamma。在 [Phys. Rev. Lett. 135, 106602 (2025)] 中,我们展示了硒烯导带中的 eMChA 为极向型 (χ=0\chi=0, γ0\gamma\neq 0),其源于其 Weyl 节点的量子度量偶极子以及孤对极化 P{\bf P}。本文将工作扩展到硒烯价带,此处 eMChA 通常被认为是手性的 (χ0,γ=0\chi \neq 0, \gamma = 0)。我们展示,通过一种 downfolding 程序,一种极向系数 γ0\gamma \neq 0 自然地涌现,其中遥远的含 Weyl 节点的能带在低能级中诱导动量空间度量的梯度,激活有限的度量偶极子。结合半经典 Boltzmann 传输与硒烯的 kp{\bf k}\cdot{\bf p} 描述,我们的数值计算与掺杂 (μ\mu) 相关的纵向电压 V2ω(μ)V^{2\omega}_\parallel(\mu) 在垂直场下的二次谐波测量定量一致。eMChA 在硒烯中兼具手性与极向特征 (χ0,γ0)\chi\neq0, \gamma\neq 0) 也解释了垂直场下 V2ω(ϕ)V^{2\omega}_\parallel(\phi) 的角度 (ϕ\phi) 依赖性偏移。我们的结果表明,极向 eMChA 可通过多能带效应在拓扑平凡能带中涌现,并将硒烯确立为电子与空穴 regimes 中量子几何整流的平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.13721,
  title  = {Polar unidirectional magnetotransport in $p-$type tellurene from quantum geometry},
  author = {Claudio Iacovelli and Pierpaolo Fontana and Victor Velasco and Chang Niu and Peide D. Ye and Marcus V. O. Moutinho and Caio Lewenkopf and Marcello B. Silva Neto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.13721},
  year   = {2026}
}

备注

21 pages, 10 figures