基于广义半经典理论的第三阶内禀反常霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2023-02-22 v2
摘要
线性内禀反常霍尔效应(IAHE)与二阶IAHE已在时间反演破缺系统中被深入研究。然而,作为非线性霍尔家族的重要成员之一,由于缺乏适当的理论方法,第三阶IAHE的研究仍然缺失,尽管第三阶外禀AHE已在第一、二阶半经典理论框架内被探讨。本文利用波包方法将均匀电场下Bloch电子的半经典理论推广至第三阶,并据此预言第三阶IAHE亦可在时间反演破缺系统中出现。与二阶IAHE相同,我们发现能带几何量——源于二阶场致位置移动的二阶场依赖Berry曲率——对观测该效应起关键作用。此外,经对称性分析,我们发现作为主导贡献的第三阶IAHE得到15个时间反演破缺三维磁点群(MPGs)的支持,对应于广泛的一类反铁磁(AFM)材料。在对称性论证指导下,选取两能带模型以展示该广义理论。进而,广义第三阶半经典理论仅依赖于Bloch能带的性质,意味着它也可结合第一性原理计算用于探索实际AFM材料中的IAHE。
引用
@article{arxiv.2209.15442,
title = {Third-order intrinsic anomalous Hall effect with generalized semiclassical theory},
author = {Longjun Xiang and Chao Zhang and Luyang Wang and Jian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.15442},
year = {2023}
}
备注
1 figure