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类霍尔器件的功率效率:互易与反互易 Onsager 关系的比较

介观与纳米尺度物理 2025-12-15 v1

摘要

铁磁体中存在两种著名的类霍尔效应:反常霍尔效应与平面霍尔效应。前者类似于经典霍尔效应,由第二类 Onsager 互易关系(反对称电导率矩阵)定义;而后者由第一类 Onsager 互易关系(对称电导率矩阵)定义。这一差异是根本性的,因为它基于微观尺度上的时间不变对称性破缺。我们研究了两种情况下产生的霍尔电流,以及可从霍尔器件边缘提取的功率。基于热力学第二定律的变分方法,我们推导出了稳态下电流分布、电荷载流子分布以及功率效率(即可注入负载电路的功率)的表达式。结果表明,两种情况下横向霍尔电流的分布是相同的,但在关于霍尔角的二阶量上,纵向电流与耗散功率存在差异。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.04059,
  title  = {Power efficiency of Hall-like devices: comparison between reciprocal and anti-reciprocal Onsager relations},
  author = {Jean-Eric Wegrowe and Luqian Zhou and Sariah Al Saati},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.04059},
  year   = {2025}
}

备注

12 pages, 3 Figures, synoptic presentation of the PHE vs AHE calculation