钛酸锶同位素替代对热霍尔效应的显著抑制

我们报道了原始及同位素替代钛酸锶单晶中热霍尔效应的测量。我们发现 $SrTi^{16}O_3$ 与富 $^{18}O$ 的 $SrTi^{18}O_3$ 样品之间的热霍尔电导存在两个数量级的差异。在大多数温区，$SrTi^{18}O_3$ 中热霍尔电导（$\kappa_{xy}$）的大小与纵向热导（$\kappa_{xx}$）的大小成正比，这表明其为声子介导的热霍尔效应。然而，二者在最大值温度上出现偏离，且热霍尔角比值（$|\kappa_{xy}/\kappa_{xx}|$）在铁电居里温度 $T_c$ ~$25 K$ 以下呈现反常的下降趋势。这一观测暗示了一种新的潜在机制，因为传统图景无法在声子谱的微小变化内解释此类差异。值得注意的是，$SrTi^{18}O_3$ 中热霍尔电导大小的差异及快速下降的热霍尔角比值与该位移型铁电体中量子临界涨落的强度相关。这一关联指向钛酸锶的量子临界物理与其热霍尔效应之间的联系，为解释非磁性绝缘体系中这一奇异现象实例提供了可能线索。