狄拉克半金属中大反常能斯特效应的理性设计
材料科学
2023-01-02 v1
摘要
反常能斯特效应产生垂直于温度梯度的横向电压。与纵向热电效应相比，其在能量转换方面具有若干优势，如电子与热输运解耦、更高灵活性以及更简单的横向结构。然而，超越特定材料体系以获得大反常能斯特电导率（ANC）的设计原则仍然缺失。本工作中，我们从理论上证明，在塞曼场下的成对狄拉克节点呈现出相对于化学势的双峰反常霍尔电导率曲线及补偿载流子特征，从而导致相较于具有两个外尔节点的简单外尔半金属，其在费米能级处的ANC钉扎得到增强。基于第一性原理计算，我们进而给出两个狄拉克半金属候选材料，即Na3Bi与NaTeAu，并表明在塞曼场下它们在费米能级附近分别展现出0.4 A/(m*K)与1.3 A/(m*K)的可观ANC值。我们的工作提供了在费米能级处增强ANC钉扎的带原型结构设计原则，为基于电子结构的其他特定功能材料逆向设计带来启示。
引用
@article{arxiv.2212.14235,
title = {Rational design of large anomalous Nernst effect in Dirac semimetals},
author = {Panshuo Wang and Zongxiang Hu and Xiaosong Wu and Qihang Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.14235},
year = {2023}
}