Berry phase of phonons and thermal Hall effect in nonmagnetic insulators
对外加磁场作用下非磁性绝缘体中声子霍尔效应的产生机理进行了理论研究。PHE在（顺）磁性化合物中是已知的，其中磁矩和自旋轨道相互作用起着重要作用。与此形成鲜明对比的是，我们在这里表明，一个非零的声学声子的Berry曲率是由一个外部磁场由于绝热Born-Oppenheimer近似的修正。这导致了微带绝缘体中有限的霍尔热导率$κ_H$。我们对一个简单模型的$κ_H$的估计给出了在$ B=10 $ [T]和$ T=150 $ [K]处的$κ_H \sim 1.0\times 10^{-5} $ [W/Km]。
2019-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon polariton Hall effect
本文将声子霍尔效应推广到声子极化激元，以PbTe为例证明磁场可分裂圆偏振支并产生不等群速度，从而实现太赫兹波段可控横向能量输运，为太赫兹极化激元器件提供新途径。
2025-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall Effect in the Kitaev-Heisenberg System with Spin-Phonon Coupling
研究了Kitaev候选$α$的Kitaev-Heisenberg模型中，氯原子振动引起的自旋-声子耦合作用下的热霍尔效应.我们观察到这种耦合改变了磁场作用下不同磁态之间的相对稳定性，特别是对锯齿形反铁磁态的稳定性。值得注意的是，自旋-声子相互作用对不同磁有序态的霍尔热导率有不同的影响。对于与$α\text{-RuCl}_3$相关的倾斜锯齿态，自旋-声子相互作用增强了由磁场诱导的能隙，并抑制了低温下的热霍尔电导率。重要的是，我们发现自旋-声子相互作用使自旋液体态中的量子化热霍尔效应不稳定。我们的结果表明，声子自由度的Kitaev材料的热霍尔效应的关键作用。
2022-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Nonlinear phonon Hall effects in ferroelectrics: its existence and non-volatile electrical control
本文提出并推导了铁电体中非线性声子霍尔效应的理论，揭示了其与电子非线性霍尔效应的本质差异，实现了对热霍尔电流的非易失性电场控制。
2023-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Thermal Hall effect in a phonon-glass Ba$_3$CuSb$_2$O$_9$
在量子自旋液体候选物Ba $_3$ CuSb $_2$ O $_9$中观察到明显的热霍尔信号。横向热传导示出了幂律温度依赖性低于40 K的自旋间隙打开。我们认为，通过非常低的纵向热导率和热霍尔信号，声子霍尔效应是由Cu $^{2+}$ -Sb $^{5+}$哑铃的随机畴中形成的孤儿Cu $^{2+}$自旋的强声子散射引起的。
2017-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon angular momentum Hall effect
自旋霍尔效应是指电子在外加电场作用下在导体中的横向自旋流动。类似地，磁绝缘体中的热梯度可以驱动磁振子的自旋角动量的横向流动，这为自旋操纵提供了热替代方案。最近，声子角动量（PAM），这是原子的角动量，作为它们围绕平衡位置的轨道运动的结果，已经引起了人们的注意，作为一个类似于磁振子自旋的量。然而，我们能像操纵磁振子自旋一样操纵PAM吗？在这里，我们表明，温度梯度一般诱导PAM的横向流动，我们的声子角动量霍尔效应（PAMHE）。PAMHE仅依赖于横向和纵向声学声子的存在，因此它在凝聚态系统中无处不在。作为PAMHE的结果，PAM积聚在晶体的边缘。当晶体中的原子带有非零的玻恩有效电荷时，边缘PAM引起边缘磁化，这可以通过光学测量观察到。我们相信PAMHE提供了一个新的原则，在绝缘体中的角动量的操纵，并开辟了一条途径，开发基于声子工程的功能材料。
2020-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic thermal Hall effect of optical phonons enhanced by discrete rotational symmetry
本文研究立方系统中光学声子的内禀热霍尔效应，发现分立旋转对称性使贝里曲率在高对称线附近奇异峰化，从而显著增强热霍尔电导率，并揭示其非线性磁场依赖、非单调温度依赖及高温变号行为。
2025-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall resistivity and transverse entropy production in a phonon gas
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）；CPHT, CNRS, École polytechnique, Institut Polytechnique de Paris（巴黎理工学院）；Laboratoire de Physique et d’Étude de Matériaux (CNRS) ESPCI Paris, PSL Research University（巴黎高等物理化工大学）
研究发现，在声子气体中，磁场所致的声子-声子相互作用产生横向热电阻率，其规模可通过Berry力解释，适用于七种不同晶体绝缘体。
2026-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Phonon Hall effect with first-principles calculations
声子霍尔效应（Phonon Hall effect，PHE）近年来引起了人们的广泛关注，发表了许多理论和实验研究成果。虽然实验是在复杂的材料上进行的，但理论研究仍然徘徊在基于现象的模型上。此外，以前的微观理论被发现无法解释由钛酸锶（STO）实验获得的大的霍尔热导率。因此，作为第一次尝试，以弥补这一差距，我们实施第一性原理计算，以探索在实际材料中的PHE。我们的工作提供了一个新的基准的PHE在氯化钠（NaCl）在一个大的外部磁场。此外，我们证明了我们的结果在钛酸钡（BTO），并详细讨论了STO的结果与实验的偏差。作为一个可能的未来方向，我们进一步提出，内电子Berry曲率在STO PHE中起着重要的作用。
2021-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The phonon thermal Hall angle in black phosphorus
在各种绝缘体中观察到的声子热霍尔效应（THE）的起源尚未确定。在这里，我们报告在非磁性元素绝缘体的热霍尔电导率的观察，振幅超过了以前观察到的。在黑磷（BP）中，纵向（$κ_{ii}$）和横向（$κ_{ij}$）的热导率在相同温度下达到峰值，并且在该峰值温度下，$κ_{ij}/κ_{jj}/B $为$\approx 10^{-4}$ - $10^{-3}$ T $^{-1}$。这两个特点是共享的其他绝缘体显示的THE，尽管绝对振幅超过三个数量级。热霍尔角和声子平均自由程之间的相关性的情况下，施加了严格的限制理论方案的THE。我们发现，在BP的纵向和横向声学声子模式反交叉，促进波跨模式和周围的原子键的各向异性电荷分布的传输，铺平了道路耦合与磁场。
2023-01-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon drag thermal Hall effect in metallic strontium titanate
SrTiO $_3$是一种量子电晶体，具有可探测的声子热霍尔效应（THE）。在这里，我们表明，振幅的THE是非常敏感的化学计量。它急剧减少后，用钙，稳定的铁电秩序的一小部分的Sr原子的替代。它急剧增加的氧空位密度甚至更低，这使系统成为稀金属。金属态的增强远远超过了电子和声子贡献的总和。我们将这一观察结果解释为三个特征的结果：i）热主要由声子传输; ii）电子霍尔角非常大; iii）电子和声子之间存在大量的动量交换。从Herring的声子拖曳图出发，我们得到了增强的THE的定量解释。因此，声子阻力，迄今为止检测到的热电系数的放大器，可以产生一个纯粹的热横向响应在一个大的霍尔角的稀金属。我们的结果揭示了一个迄今未知的结果之间的电子和声子的动量守恒碰撞，即热横向响应在一个大的霍尔角稀金属。我们的结果揭示了一个迄今为止未知的电子和声子之间的动量守恒碰撞的后果。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Phonon Drag Effect in Nernst and Thermal Hall Effects: General Theory and Application to Dilute Metal SrTiO$_{3-δ}$
本文基于线性响应理论建立声子拖曳影响能斯特与热霍尔电导率的一般公式，并应用于 SrTiO$_{3-δ}$，在无可调参数下实现与实验的定量吻合。
2024-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic theory of the phonon angular momentum Hall effect
Boston University（波士顿大学）；Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文提出晶格振动的角动量霍尔效应理论，通过热梯度驱动热流转化为声子角动量横向流，揭示了晶格振动中角动量混合机制及其在不同材料中的普遍性。
2026-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal Hall effect in charge-compensated topological insulators
本研究系统探究电荷补偿型拓扑绝缘体的输运特性，发现低温下显著的声子热霍尔效应，观测结果支持带电杂质斜散射的理论机制，为理解声子热霍尔效应的起源提供了新的实验依据。
2024-03-09 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Geometric Origin of Phonon Magnetic Moment in Dirac Materials
本研究建立掺杂Dirac材料声子磁矩的几何理论，揭示其来自演生规范场与标架场耦合，并在Cd$_3$As$_2$中经第一性原理计算验证与实验一致。
2025-05-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon-limited carrier mobilities and Hall factors in 4H-SiC from first principles
本文从第一性原理出发，结合GW电子结构和从头算电子-声子相互作用，计算了4H-SiC的漂移与霍尔迁移率张量，揭示了霍尔因子的各向异性及其温度依赖机制。
2022-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal Hall as a lattice Aharonov-Bohm effect
本文将绝缘体中的声子热霍尔效应解释为晶格 Aharonov-Bohm 效应：磁场诱导原子相位并产生声子 Berry 相位与干涉，由此给出热霍尔角界限及峰值温度，并与黑磷、锗、硅实验吻合。
2025-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Phonon thermal Hall effect in non-magnetic Y$_2$Ti$_2$O$_7$
本研究通过三种钛氧化物单晶的热输运测量，探究声子热霍尔效应的起源，发现非磁性Y₂Ti₂O₇的该效应为内禀起源，含Dy³⁺的样品则是内禀与外禀效应共同作用，磁性杂质影响较弱。
2024-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Model for Topological Phononics and Phonon Diode
量子反常霍尔效应是一种奇异的拓扑状态，它首先由Halfman在理论上预言，最近又被实验观察到，它在低功耗电子学中引起了极大的兴趣。在这项工作中，我们得到了一个薛定谔类方程的声子，拓扑相关的量，时间反演对称性和它的破缺可以自然地引入类似的电子。此外，我们提出了一个声子模拟的Halfton模型，它给出了新的量子（异常）霍尔类声子态，其特征在于单向无隙边缘模式免疫散射。拓扑非平凡的声子态不仅对声子无耗散的传导非常有用，而且对设计高效的声子器件也很有用，比如理想的声子二极管，它在未来的声子学中有着重要的应用。
2017-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral phonons entangled with multiple Hall effects and unified convention for pseudoangular momentum in 2D materials
近年来，一系列与过渡金属二硫属化合物（TMD）具有相似晶体结构的二维层状结构材料XSi 2 Y 4（X=过渡金属; Y=氮族元素）被提出，具有潜在的应用价值。与TMDs一样，我们认为XSi_2 Y_4也可以获得谷选择性光学圆二色性，并且可以进一步与多重霍尔效应纠缠。然而，这是很难比较XSi 2 Y 4和TMD之间的这种效果，由于在以前的研究中的赝角动量（PAM）的不统一的约定。本文以MoSi_2As_4和MoS_2为例，建立了声子PAM和电子PAM的统一约定，并展示了它们在晶体结构、能带结构和谷选择性光学圆二色性方面的异同。特别地，我们发现在MoSi_2As_4中，手征声子的发射/吸收、自旋、谷值和横向霍尔电流都可以通过改变入射光的能量或旋向性来调制，表现出比TMD更好的性能。
2022-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Angle-dependent planar thermal Hall effect by quasi-ballistic phonons in black phosphorus
本文在黑磷中发现纵向热流可在磁场、热流和热梯度共面时产生横向温度梯度，揭示其角度依赖由两个正弦分量叠加而成，并提出非谐性和磁场对电偶极波的力矩作用是关键机制。
2025-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Field-Angle Dependence of Phonon Thermal Hall Effect in Na2X2TeO6 (X = Co, Zn)
Institute for Advanced Study, Chengdu University（成都大学先进研究院）；The Institute for Solid State Physics, The University of Tokyo（东京大学固体物理研究所）；Institute of Physics, Academia Sinica（中央研究院物理研究所）；Centre for Nanotechnology, Indian Institute of Technology, Roorkee（鲁尔基印度理工学院纳米技术中心）；Department of physics and chemistry, Prairie View A&M University（普雷里维尤A&M大学物理与化学系）
本文通过测量 Na2Co2TeO6 与非磁性 Na2Zn2TeO6 在 ac 平面内的场角依赖热霍尔电导，证明声子热霍尔效应源于外禀杂质诱导散射而非内禀 Berry 相位。
2025-09-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Laser-Controlled Nonlinear Hall Effect in Tellurium Solids via Nonlinear Phononics
本文通过第一性原理计算和动力学模拟，证明太赫兹激光激发可调制碲固体的电子结构及非线性霍尔效应信号，强激发手性声子模式能诱导其带隙类型转变并调控类非线性霍尔电流符号，为拓扑输运性质调控提供新途径。
2024-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Phonons behave like Electrons in the Thermal Hall Effect of the Cuprates
热霍尔效应是指当热流横向于外加热梯度时产生的热效应，它已成为量子材料研究中的一个重要观测指标。最近的实验在许多高温铜氧化物超导体中发现了大的霍尔热导率$κ_{xy}$，包括在莫特绝缘体的深处，但其内在机制仍然未知。在这里，我们发现了一个令人惊讶的线性温度依赖性的逆热霍尔电阻率，$1/ρ_H=-κ_{xx}^2/κ_{xy}$，在莫特绝缘铜氧化物$\mathrm{La_2CuO_4}$和$\mathrm{Sr_2CuO_2Cl_2}$。我们还发现这种线性标度的赝能隙状态的Nd-LSCO在面外的方向，突出了声子的重要性。在电子掺杂侧，线性逆热霍尔信号出现在NCCO和PCCO在各种掺杂，包括在奇怪的金属。虽然这种依赖性出现在简单的德鲁德模型巡回电子，其起源是不清楚的强相关莫特绝缘或赝隙状态。我们进行玻尔兹曼分析声子，结合斜散射，我们能够识别制度，出现线性$T$逆霍尔电阻率。最后，我们建议未来的实验，将进一步我们的基本理解的铜氧化物和其他量子材料中的热传输。
2023-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological phonons in an inhomogeneously strained silicon-2: Evidence of spin-momentum locking
在这项研究中，我们报告的第一个实验证据的自旋动量锁定的拓扑声子在非均匀应变硅薄膜。拓扑声子中的自旋动量锁定导致独立样品结构中的纵向自旋织构或空间不均匀的自旋分布。利用位置相关的霍尔效应和平面霍尔效应测量揭示了自旋织构。载流子密度和反常霍尔电阻沿样品长度呈线性变化。同样，与自旋相关散射相关的平面霍尔电阻也被发现在沿着样品长度的两个不同位置处是不同的。自旋-动量锁定也引起了横向热自旋电流和自旋-能斯特磁热响应，这是发现使用角度相关的纵向二次谐波测量。磁热电响应也是Si样品的晶体学的函数，其中响应的符号<110>对于对准的<100>样品是相反的。拓扑声子中的自旋-动量锁定可以在室温及室温以上产生大的自旋相关响应，这可以为高能效的自旋电子学和自旋热电子学器件铺平道路。
2021-10-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dzyaloshinskii-Moriya Induced Topological Magnon-Phonon Hybridization in 2D Antiferromagnetic Insulators with Tunable Chern Numbers
本文从理论上研究了二维蜂窝晶格反铁磁体中的磁振子-声子混合激发（磁振子-极化子）。在声子镜像对称破缺的面内Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskii-Moriya interaction）下，我们发现在磁振子、光学声子带和声学声子带之间的反交叉环周围存在非平凡的Berry曲率，从而产生有限的Chern数.我们证明了磁振子-极化子带的陈数可以通过改变磁场方向或强度来操纵。我们评估了反映磁振子极化子的非平凡Berry曲率的霍尔热导率，并提出了一个谷霍尔效应作为可能的实验签名。我们的研究补充了以前的工作磁振子声子杂化系统没有光学声子，并提出了可能的应用自旋热电子学与拓扑磁振子和手征声子。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal Hall effect in a metallic spin ice
众所周知，声子可以在多种材料中产生热霍尔效应，尽管其潜在机制仍存在争议。我们研究了自旋冰的金属类似物Pr $_2$和Ir $_2$ O $_7$中的纵向$κ_{xx}$和横向$κ_{xy}$热导率。尽管存在移动电荷载流子，我们发现，无论是$κ_{xx}$和$κ_{xy}$是由声子为主。$κ_{xx}$的$T/H$标度清楚地表明，纵向热流基本上受到顺磁自旋上声子的共振散射的阻碍。在冷却时，共振散射的强烈影响的自旋冰相关的发展和$κ_{xx}$偏离的缩放在各向异性的方式相对于场的方向。引人注目的是，一组$κ_{xx}$和$κ_{xy}$数据清楚地表明，$κ_{xy}$与$κ_{xx}$在其对磁场的响应方面相关，包括$T/H$的成功缩放和其在低温下的失败。这种显著的相关性提供了坚实的证据，自旋-声子散射不仅对阻碍纵向热传导，而且对产生横向响应起着不可或缺的作用。
2022-02-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Discovery of universal phonon thermal Hall effect in crystals
本文在多种非磁性绝缘体和半导体中观测到声子热霍尔效应，证明其为晶体普适性质，并发现其遵循|κxy| ~ κxx²标度律，揭示声子与磁场直接耦合的基本物理。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Polarization Transport of Transverse Acoustic Waves: Berry Phase and Spin Hall Effect of Phonons
本文对光滑非均匀各向同性介质中弹性力学线性方程组的短波（半经典）近似进行了详细的分析。结果表明，横波的偏振性质与电磁波的偏振性质完全相似，可以看作是光学声子的自旋性质。特别是，横波的哈密顿量包含一个额外的项的声子自旋轨道相互作用所产生的Berry规范势在动量空间。这个势在圆极化波的基础上是对角的，对应于两个符号相反的“磁单极子”的场，用于相反螺旋度的声子。这导致了Berry相位在极化演化方程中的出现，并在射线方程中增加了一个“反常速度”项。反常速度具有由动量空间中的Berry规范场引起的“洛伦兹力”的形式，并引起相反螺旋度的波在相反方向上的横向输运。这是光学声子自旋霍尔效应的一种表现。这种效应直接关系到声子的总角动量守恒，也影响到尖锐边界的反射（横向Ferdorov-Imbert位移的声学模拟）。
2006-11-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.geo-ph
Effect of Electron-Phonon Scattering on the Anomalous Hall Conductivity of Fe$_3$Sn: A Kagome Ferromagnetic Metal
本研究针对Kagome铁磁金属Fe$_3$Sn开展磁性与磁输运研究，揭示其反常霍尔电导率的本征与非本征来源，阐明电子-声子散射对非本征分量的温度调控作用，并确认其软铁磁特性与磁晶各向异性参数。
2023-08-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of anomalous thermal Hall effect in altermagnets
Fudan University（复旦大学）；Shanghai Research Center for Quantum Sciences（上海量子科学研究与创新中心）；ShanghaiTech University（上海科技大学）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
研究通过系统测量发现交替磁体中存在显著的异常声子热霍尔信号，证实了其内在特性，并为识别新型量子磁体提供灵敏探测手段。
2026-04-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Phonon Thermal Hall Effect: The Roles of Disorder, Annealing, and Metallic Contacts
Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院与武汉国家强磁场中心）；Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux (ESPCI - CNRS - Sorbonne Université), PSL Research University（巴黎高等物理化工大学院校物理与材料实验室（ESPCI-法国国家科学研究中心-索邦大学），PSL研究大学）
研究揭示了声子热Hall效应受无序、退火和金属接触的影响，发现无序和应变抑制热Hall信号，退火可部分恢复效应，证明其源于晶格内在性质。
2025-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal anyon interferometry in phonon-coupled Kitaev spin liquids
最近受到Kitaev磁体$α$ -RuCl $_3$实验启发的理论研究突出了声子对手性拓扑相的热霍尔电导率的重要影响。在这里，我们介绍了混合介观宏观设备，允许精炼的热传输探头的非阿贝尔自旋液体伊辛拓扑秩序。这些器件具有量子相干介观区域，声子电导可以忽略不计，两侧是宏观叶，有利于手性马约拉纳边缘模式和体声子之间的有效热化。我们表明，我们的设备，使$(i)$准确确定的量子化热霍尔电导率，$(ii)$识别的非阿贝尔伊辛任意子通过温度依赖的热导率，最有趣的是$(iii)$单任意子检测通过基于热的任意子干涉。类似的结果广泛适用于声子耦合手性拓扑秩序。
2021-06-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Planar parallel phonon Hall effect and local symmetry breaking
本文在Y-kapellasite顺磁区观测到纯声子起源的平面平行热霍尔效应，并将其归因于氢原子在33 K以上随机分布所导致的局域对称性破缺，为绝缘体中声子霍尔效应提供了具体例证。
2023-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Gauge theory of giant phonon magnetic moment in doped Dirac semimetals
本研究提出掺杂狄拉克半金属声子磁矩的量子理论，基于演生规范场方法，结合第一性原理计算，发现磁矩与电霍尔电导率成正比，为拓扑材料动态大磁化提供指导。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared dielectric function, phonon modes and free-charge carrier properties of high-Al-content Al$_x$Ga$_{1-x}$N alloys determined by mid-infrared spectroscopic ellipsometry and optical Hall effect
用中红外椭圆偏振光谱法测量了4H-SiC衬底上一组高质量Si掺杂的Al $_x$ Ga $_{1-x}$ N外延层的声子模参数和各向异性中红外介电函数张量分量。发现$E_1$（TO）模的双模行为和$A_1$（LO）模的单模行为与先前的拉曼散射光谱报告一致。建立了红外活性声子频率参数的组成依赖关系，并讨论了可能被无序激活的无声$B_1$模式。利用最佳匹配模型导出的声子模频率和高频介电常数参数，应用Lydanne-Sachs-Teller关系，确定了静态介电常数与$x$的关系。用中红外光学霍尔效应测量方法确定了高Al含量的Al-$_x$-Ga-$_{1-x}$-N合金的有效质量参数及其与成分的关系。此外，还研究了具有相似Si掺杂水平的Al-$_x$-Ga $_{1-x}$ N薄膜的自由电子浓度$N$和迁移率参数$μ$随Al含量$x$的变化关系，并进行了讨论。
2015-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Phonon thermal Hall effect in strontium titanate
十多年来，人们已经知道声子可以在磁场存在下产生非对角热导率。然而，最近的研究热霍尔电导率，$κ_{xy}$，在各种情况下，假设一个可以忽略不计的小声子的贡献。我们提出了一个研究$κ_{xy}$在量子顺电SrTiO $_3$，这是一种非磁性绝缘体，并发现其峰值超过了已报道的任何其他绝缘体，包括那些在其中的信号已被定性为“巨人”。值得注意的是，$κ_{xy}(T)$和$κ(T)$在相同的温度下达到峰值，并且在峰值的两侧，前者比后者下降得更快。有趣的是，在$_2$和$α$的情况下，$κ_{xy}(T)$和$κ(T)$也在相同的温度下达到峰值.我们还研究了KTaO $_3$，发现了一个小信号，表明相当大的$κ_{xy}(T)$不是量子顺电体的一般特征。结合其他观察，这表明反铁畸变域在生成这种固体的$κ_{xy}$中起着至关重要的作用。
2020-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large Thermal Hall Effect in MnPS$_3$
本文研究了绝缘反铁磁材料MnPS3中源于自旋-晶格耦合的热霍尔效应，报道了低至4 K的异常大热霍尔角，并指出标准磁振子-极化子Berry曲率计算无法解释该现象，呼吁进一步发展磁振子-声子耦合与散射理论。
2025-08-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Chiral Hall effect in strained Weyl semimetals
本文提出了无外磁场时应变外尔半金属的手征霍尔效应。电子-声子耦合通过赝规范势出现在低能费米子区。利用手征动力学理论，我们证明了手征霍尔效应表现为在结构畸变的情况下对实时变化的电场的响应，它导致了Weyl系统中的空间手征性和电荷分离.我们还表明，耦合的电子声学声子作为一个无隙激发导致出现在$ω=ω_{el}$，其中$ω_{el}$被定义为一个特征频率与赝磁场的光吸收峰。我们还提出了应变诱导平面霍尔效应作为手征反常方程的另一个输运特征。
2020-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The Non-Perturbative Quantum Nature of the Dislocation-Phonon Interaction
尽管位错-声子相互作用的研究历史悠久，但在这一发展过程中仍有许多问题没有完全解决。这些包括微扰方法和位错的长程性质之间的不相容性，静态和动态散射之间的关系，以及位错声子共振的性质。这里通过引入一个完全量子化的位错场，“dislon”[1]，声子被重整化为准声子，具有移动的准声子能量，并伴随着一个有限的准声子寿命，这是可还原到经典结果。一系列的遗留问题，包括上述可以直接在这个统一的声子重整化方法解释。特别是，重整化声子自然地解决了动态和静态位错声子散射方法之间长达数十年的争论。
2016-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall effect in a van der Waals ferromagnet CrI3
本研究报道CrI3的热输运性质，发现拓扑磁振子预期的热霍尔信号微弱，而低温下存在显著反常热霍尔信号，可能源于磁振子-声子杂化或散射，为后续中子散射研究提供方向。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon Thermal Hall Effect in quartz and its absence in silica
Laboratoire de Physique et d’Etude des Matériaux (CNRS) ESPCI Paris, PSL Université（巴黎高等物理化工学院，PSL大学）；Wuhan National High Magnetic Field Center and School of Physics, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学物理学院）
研究通过比较石英和二氧化硅的热传导，发现石英中存在热霍尔效应，而无定形二氧化硅中不存在，揭示了声子气体中热传导的两种通道及磁场所致的熵产差异。
2026-08-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Large spin-Hall effect in Si at room temperature
硅的弱本征自旋轨道耦合和中心对称晶体结构是制约硅自旋电子学发展的关键瓶颈，因为它们导致了不显著的自旋霍尔效应（自旋电流产生）和反自旋霍尔效应（自旋电流检测）。在这里，我们进行了电流，磁场，晶体学相关的磁阻和磁热输运的测量，以研究自旋输运行为在独立的硅薄膜。在室温下，我们观察到p-Si和n-Si都有很大的自旋霍尔磁电阻，比Pt的大一个数量级。对出乎意料的大而有效的自旋霍尔效应的一种解释是自旋-声子耦合而不是自旋-轨道耦合。自旋-声子耦合的宏观起源可以是可以存在于独立Si膜中的大应变梯度。这一发现在轻，地球丰富和中心对称的材料开辟了一条新的途径，应变工程，以实现自旋相关的性质，在技术高度发达的材料。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate prediction of Hall mobilities in two-dimensional materials through gauge-covariant quadrupolar contributions
本研究针对二维材料电子-声子与输运性质第一性原理计算难题，提出基于规范协变四极贡献的通用计算方法，在MoS₂单层中验证发现忽略动力学四极贡献会导致室温电子、空穴霍尔迁移率分别出现23%、76%的误差，提升了霍尔迁移率计算精度。
2023-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced thermal Hall effect in nearly ferroelectric insulators
在最近实验观察到绝缘$\mathrm{La_2CuO_4}$（LCO）和$\mathrm{SrTiO_3}$（STO）中意外大的霍尔热导率$κ_H$的背景下，我们从理论上探索了声学声子可以产生如此大的$κ_H$的条件。对$κ_H$的本征和非本征贡献都与介电常数$ε$和挠曲电耦合$F$成比例。虽然内在的贡献仍然是数量级小于所观察到的效果，一个外在的贡献成正比的声子平均自由程似乎可能占的意见，至少在STO。我们预测在某些绝缘钙钛矿中存在较大的本征$κ_H$。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Thermal Hall Effect in an Insulating van der Waals Magnet VI3
二维（2D）范德华（vdW）磁体已经成为发现和探索物理现象和新物理的肥沃的操场。在这封信中，我们报道了在绝缘范德华铁磁体VI3中观测到的反常热霍尔效应（THE），其中\k{appa}_x y~1 × 10 ^（-2）W K ^（-1）m ^（-1）。热霍尔信号在没有外部磁场的情况下持续存在，并且在磁化切换时翻转符号。结合理论计算，我们证明了VI3具有THE的双重性质，即，在较高温度下由铁磁蜂窝晶格承载的拓扑磁振子和在较低温度下由磁振子-声子耦合诱导的声子主导。我们的研究结果不仅将VI3定位为第一个研究反常磁振子和声子THEs的铁磁系统，而且使其成为自旋电子学/磁振子应用的潜在平台。
2021-11-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Collective nature of phonon energies in solids beyond harmonic oscillators
本文通过能量协方差计算检验硅晶体声子能量的模间依赖性，证明即使在300 K下声子能量也具有协同性质，质疑了热力学和输运描述中常用的独立简谐振子假设。
2024-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Unusual field and temperature dependence of Hall effect in graphene
我们计算了经典的霍尔电导率和迁移率的未掺杂和掺杂（或在栅极电压）的石墨烯作为温度，磁场，和载流子浓度的函数。载流子与缺陷和声学声子的碰撞被考虑在内。霍尔电阻率随温度几乎呈线性变化。在弱磁场中，电阻率和迁移率的磁场依赖性是反常的。在电阻率中存在来自场的平方根贡献。低掺杂时，霍尔迁移率随电场的变化呈几何发散。
2006-11-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared markers of topological phase transitions in quantum spin Hall insulators
研究通过第一性原理计算发现，锗烯和 jacutingaite 的红外光谱、Born 有效电荷及声子响应可标识量子自旋霍尔绝缘体的拓扑相变。
2025-06-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Thermal Hall effect in a van der Waals triangular magnet FeCl2
热输运是研究低能、电中性准粒子在绝缘磁体中的一个重要手段。在这封信中，我们报告了一个大的磁热导率和热霍尔效应（THE）在范德华反铁磁体FeCl 2的观察。磁热导率达到~ 700%以上，表明强的磁振子-声子耦合。此外，我们还发现了一个可观的热霍尔信号，该信号的变化与从反铁磁态到极化铁磁态的自旋翻转跃迁同时发生。我们的理论计算表明，除了Berry曲率诱导的反交叉点的杂交磁振子和声学声子模式的FeCl 2，其他机制需要考虑所观察到的THE的大小。
2023-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
First-principles predictions of Hall and drift mobilities in semiconductors
在过去的十年中，在实际材料中载流子迁移率的无参数计算方面取得了重大进展;然而，各种近似的作用仍然不清楚，缺乏统一的方法。在这里，我们提出并分析了一个全面的和有效的方法来计算本征，声子限制漂移和霍尔载流子迁移率的半导体，在第一性原理玻尔兹曼输运方程的框架内。该方法利用了一种新的方法来估计四极张量，并将它们包括在电子-声子相互作用中，并利用了一个严格而有效的数值收敛程序。在这项工作中达到的精度可以评估常见的近似，包括交换和相关泛函，自旋-轨道耦合，赝势，Wannier插值，布里渊区采样，偶极子和四极校正的作用，以及弛豫时间近似。详细的分析展示了十个原型半导体，即金刚石，硅，GaAs，3C-SiC，AlP，GaP，c-BN，AlAs，AlSb和SrO。通过比较这一广泛的数据集与现有的实验数据，我们探讨了声子限制的载流子输运和磁输运现象在这些化合物的内在本质。我们发现，最准确的计算预测霍尔迁移率高达两个大于实验数据的因素，这可能指向有前途的实验改进的样品质量，或密度函数理论的局限性，在预测载流子的有效质量和过度筛选的电子-声子矩阵元素。通过制定可靠性和再现性的严格标准，本工作旨在促进数据和软件的验证和验证，以预测半导体中传输现象的计算。
2021-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Topological phase transition in quantum spin Hall insulator in the presence of charge lattice coupling
利用集团微扰理论，研究了蜂窝晶格上半填充Kane-Mele模型描述的量子自旋Hall拓扑绝缘体中局域电子-声子相互作用的影响.从拓扑非平凡相出发，其中最小间隙位于石墨烯的两个不等价的狄拉克点，$\text{K}$和$\text{K}'$，我们表明，与量子声子的耦合诱导拓扑平凡量子相变通过间隙关闭和重新打开的$\text{M}$点的布里渊区。这一点上的费米子平均数是量子跃迁的直接指标，指出凯恩-梅勒模型中两个裸露准粒子带之间的强杂化。通过增加电荷-晶格耦合的强度，声子格林传播子显示出双峰结构：位于最低能量处的一个峰在拓扑跃迁附近表现出最大的软化。数值模拟还提供了几个扭结的准粒子色散的电子与玻色子晶格模式的耦合所造成的证据。
2019-05-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonons, Nature of Bonding and Their Relation to Anomalous Thermal Expansion Behavior of M2O (M=Au, Ag, Cu)
本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法，对Cu_2 O、Ag_2 O和Au_2 O（即M = Au、Ag和Cu的M_2O）的动力学进行了比较研究.在这里，我们第一次表明，在晶胞中的化学键和开放空间的性质是直接相关的热膨胀系数的大小。一个很好的匹配之间的计算声子态密度和来自非弹性中子散射测量得到的Cu 2 O和Ag 2 O。计算的热膨胀的Ag 2 O和Cu 2 O是负的，与现有的实验数据一致，而它被发现是积极的Au 2 O。我们确定负责这种异常的热膨胀的低能量声子模式。我们进一步计算了三种化合物中的电荷密度，发现Ag_2O、Cu_2O和Au_2O晶体的离子特征的大小是按降序排列的，具有共价性质的Au-O键强烈地使Au_4O四面体单元刚性化。化学键的性质也被发现是理解这些固体的声子频率随压力和温度的大位移的重要成分。特别是，在晶体势的非谐项的四次分量是能够占声子模式的温度依赖性。
2013-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Sizeable suppression of thermal Hall effect upon isotopic substitution in strontium titanate
我们报告测量的原始和同位素取代钛酸锶单晶的热霍尔效应。我们发现$SrTi^{16}O_3$和$^{18}O$富集的$SrTi^{18}O_3$样品之间的霍尔热导率有两个数量级的差异。在大多数温度范围内，$SrTi^{18}O_3$中的热霍尔电导率（$κ_{xy}$）的大小与纵向热导率（$κ_{xx}$）的大小成比例，这表明声子介导的热霍尔效应。然而，它们在它们的最大值的温度上偏离，并且热霍尔角比（$|κ_{xy}/κ_{xx}|$）在低于铁电居里温度$T_c$ ~ $25 K$时显示出有害的减小行为。这一观察结果表明了一种新的潜在机制，因为传统的情况无法解释声子谱中微小变化的差异。值得注意的是，在$SrTi^{18}O_3$的热霍尔电导率和迅速降低的热霍尔角比的幅度的差异与量子临界波动的强度在这个位移铁电体。这种关系指出了钛酸锶的量子临界物理学与其热霍尔效应之间的联系，这是解释非磁性绝缘系统中奇异现象的一个可能的线索。
2020-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
