非线性霍尔效应的统一半经典理论：连接弹道与扩散输运区
介观与纳米尺度物理
2025-08-12 v1
摘要
近年来，非线性霍尔效应引起了广泛关注并得到了广泛研究。然而，针对尺寸依赖效应的理论研究在很大程度上仍未探索。在这项工作中，我们建立了一个基于Boltzmann输运方程的统一半经典框架，该框架结合了广义边界条件以连接弹道输运区和扩散输运区。我们的分析揭示，非线性霍尔效应源于两种不同机制的共同作用：Berry曲率偶极子和Berry曲率的Fermi面积分。此外，我们研究了拓扑晶体绝缘体（TCIs）中的霍尔效应，阐明了尺寸依赖性源于两种输运机制之间的竞争。通过连接两个不同的输运区，我们的理论框架为有限尺寸系统中的非线性霍尔效应提供了全面的理解，既提供了基础性的见解，也为更多尺寸依赖性的研究提供了一个有用的分析工具。
引用
@article{arxiv.2508.07445,
title = {Unified Semiclassical Theory of Nonlinear Hall Effect:Bridging Ballistic and Diffusive Transport Regime},
author = {Xinyu Liu and Haozhi Liao and Guangyun Qi and Hao Geng and Li Sheng and Dingyu Xing},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.07445},
year = {2025}
}