拓扑磁性材料中三阶反常霍尔效应的“符号问题”
介观与纳米尺度物理
2024-10-21 v2 材料科学
摘要
反常霍尔效应（AHE）在量子波函数的几何结构与输运测量之间提供了桥梁，一直是深入研究的关键焦点。除了受电子贝里曲率支配的已被充分研究的线性 AHE 外，源于高阶贝里曲率多极子的非线性 AHE 也在近期研究中被观测到。受 kagome 反铁磁体 FeSn 中三阶 AHE 及其室温符号翻转 [S. Sankar, R. Liu, X. Gao, et al, to be published (2023)] 的启发，我们研究了拓扑磁性材料中贝里曲率诱导的三阶 AHE 的普适符号结构。我们发现，与符号由破缺时间反演对称性决定的线性霍尔系数不同，三阶霍尔系数的符号由时间反演对称性破缺、磁序和自旋轨道耦合之间的相互作用决定。我们的计算为由面内与面外磁化、自旋轨道耦合强度和化学势所张成的相空间中三阶 AHE 响应的“符号问题”提供了可能的解决方案。我们进一步提出了切实可行的实验方案，通过连续旋转磁场方向来系统性揭示三阶 AHE 响应中的符号结构。
引用
@article{arxiv.2303.00819,
title = {The "Sign problem" of the 3rd order anomalous Hall effect in topological magnetic materials},
author = {Xu Zhang and Kai Sun and Zi Yang Meng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.00819},
year = {2024}
}