Emergent chiral spin ordering and anomalous Hall effect of kagome lattice at 1/3 filling
对kagome晶格的电磁性质的研究一直是探索物质拓扑相的一个活跃的研究领域。特别是含有过渡金属锡化物等的可果美体系,表现出由铁磁或非共线磁有序驱动的有趣的反常霍尔效应。本文在这些工作的基础上,研究了填充度为1/3时的kagome晶格中强关联自旋轨道耦合电子。利用Hartree-Fock方法和有效模型分析,我们报道了伴随着不同的电荷和磁有序相的量子相变。特别地,在强相互作用极限下,我们发现了新的1(2)钉扎金属态,这些态可以用有效的局域电子模型来理解。此外,当存在自旋-轨道耦合时,这种钉扎金属态打开了一个具有手性自旋有序的Chern绝缘相的宽区域。因此,量子反常霍尔效应与涌现的标量自旋手征。我们的理论提供了一个适用于过渡金属锡化物的强相互作用可果美金属的理论平台。
2019-12-29 cond-mat.str-el
Topological Thermal Hall Effect in Frustrated Kagomé Antiferromagnets
在阻挫磁体中,由自旋轨道耦合引起的Dzyaloshinsky-Moriya相互作用可以诱导磁长程有序。在这里,我们报告了一个理论预测的热霍尔效应阻挫kagomé磁体,如KCr $_3$(OH)$_6$(SO 4)$_2$和KFe $_3$(OH)$_{6}$(SO $_{4}$)$_2$。这些材料中的热霍尔效应是由标量自旋手性引起的,而不是以前研究中的自旋手性。标量自旋手征源于非共面自旋织构引起的磁场诱导手征自旋组态,但一般情况下,手征自旋手征可以自发地发展为量子自旋液体中的宏观序参量.因此,我们推断,有一种热霍尔效应的可能性阻挫kagomé磁铁,如herbertsmithite ZnCu $_3$(OH)$_6$ Cl $_2$和铬化合物Ca $_{10}$ Cr $_7$ O $_{28}$,虽然它们也显示出磁序在磁场或压力的存在下。
2017-01-16 cond-mat.str-el
The thermal Hall effect of spin excitations in a Kagome magnet
在低温下,磁绝缘体中自旋激发的热导率可以超过声子的热导率。然而,因为它们是电荷中性的,所以自旋波在磁场中不会显示热霍尔效应。最近,在自旋织构具有有限手征性的量子磁体中,这种半经典概念被颠覆了。在Kagome晶格中,手征项产生Berry曲率。这导致霍尔热导率$κ_{xy}$在原点是拓扑的。本文报道了在1.8 K磁有序的可果美磁体Cu(1-3,bdc)中观察到的大$κ_{xy}$。观测到的$κ_{xy}$随温度或磁场的变化而发生显著的符号反转,这与磁振子带间陈氏通量的符号交替有关。我们表明,热霍尔实验探测精辟的贝里曲率对热输运的影响。
2015-02-19 cond-mat.str-el
Topological Superconducting States and Quasiparticle Transport on Kagome Lattice
本研究在kagome晶格上构建有效模型,研究手性电荷密度波拓扑超导态,发现热霍尔电导率曲线差异受拓扑保护,可用于区分$A\mathrm{V_3Sb_5}$家族材料的配对对称性。
2024-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magneto-optical detection of topological contributions to the anomalous Hall effect in a kagome ferromagnet
一个单一的铁磁kagome层被预测实现量子化霍尔电导的陈氏绝缘体,堆叠后可以成为一个大的异常霍尔效应(AHE)和磁光活性的Weyl半金属。实际上,在可果美双层材料Fe $_3$ Sn $_2$中,检测到大的AHE,然而,它仍然等待通过体积敏感方法直接探测负责的能带结构特征。我们测量的光学,对角线和霍尔,电导率谱在很宽的光谱范围内,并确定的起源的内在AHE的帮助下的动量和带分解的第一性原理计算。我们发现,低能量的过渡,跟踪“螺旋卷”的动量空间让人想起以前预测的螺旋节线,大大有助于AHE,这是进一步增加的贡献,从多个更高的能量带间跃迁。我们的研究还表明,局域库仑相互作用导致费米能级附近的带重建。
2022-02-25 cond-mat.str-el
Spin Anisotropy and Quantum Hall Effect in the Kagome Lattice - Chiral Spin State based on a Ferromagnet-
对二维Kagome晶格上具有自旋各向异性的铁磁体进行了理论研究。这是平带铁磁体的典型例子。在没有外加磁场的情况下,由于自旋倾斜而产生的Berry相打开了带隙,实现了量子化的霍尔电导σ_{xy}= \pm e^2/h.这是基于铁磁性的最现实的手征自旋态。我们还讨论了我们的结果对烧绿石铁磁体R_2Mo_2O_7(R = Nd,Sm,Gd)中观察到的反常霍尔效应的意义。
1999-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large anomalous Hall effect in the kagome ferromagnet LiMn$_6$Sn$_6$
由于晶格几何形状、电子相关性和能带拓扑之间可能的相互作用,可果美磁体被认为具有许多奇异的物理性质。在这里,我们报告了大的异常霍尔效应在可果梅铁磁体LiMn $_6$ Sn $_6$,它具有居里温度为382 K和容易平面沿可果梅晶格。在低温下,$ρ_{xz}$和$ρ_{yx}$的不饱和正磁阻和普通霍尔系数的符号相反表明系统中电子和空穴共存。在$σ_{xy}^A$中观察到380 $Ω^{-1}$ cm $^{-1}$或0.44 $e^2/h$/Mn层的大的本征反常霍尔电导率。该值明显大于其它$R$ Mn $_6$ Sn $_6$($R$ =稀土元素)戈薇化合物中的值。能带结构计算显示了几个能带交叉,包括在K点的自旋极化狄拉克点,接近费米能。计算的本征霍尔电导率与实验值吻合较好,并在费米能级附近出现一个极大值。我们将LiMn $_6$ Sn $_6$中大的反常霍尔效应归因于靠近费米能级的能带交叉。
2021-06-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect due to the spin chirality in the Kagomé lattice
我们考虑了一个二维电子气在kagomé晶格上运动并与手征磁织构局部耦合的模型。我们发现,横向电导率$σ\_{xy}$不消失,即使自旋轨道耦合不存在,它可能会表现出不寻常的行为。模型参数是手征性、传导电子数和局域耦合幅度。当这些参数变化时,发生以能带陈数变化为特征的拓扑转变。因此,$σ\_{xy}$可以被量化,与手性成比例,或者在改变这些参数时具有非单调行为。
2006-01-25 cond-mat.str-el
Giant coercivity and enhanced intrinsic anomalous Hall effect at vanishing magnetization in a compensated kagome ferrimagnet
本研究通过在kagome亚铁磁体TbMn₆Sn₆的Mn位掺杂Cr实现磁补偿态,获得超14 T的巨矫顽力与增强的本征反常霍尔效应,证明化学掺杂是调控kagome材料磁态的有效策略。
2025-02-06 cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect in distorted kagome magnets (Nd, Sm)Mn$_6$Sn$_6$
本文报道了NdMn $_6$ Sn $_6$和SmMn $_6$ Sn $_6$单晶的磁性和电学性质。与含重稀土的RMn $_6$ Sn $_6$化合物中的原始kagome晶格相比,它们结晶成具有扭曲的Mn基kagome晶格的结构。它们是高温铁磁体,其R磁矩与Mn磁矩平行。我们观察到一个大的固有异常霍尔效应(AHE),是在很宽的温度范围内的亚铁磁,重R兄弟姐妹相媲美。我们的结论是,它们的本征AHE源于锰基kagome晶格,就像在重RMn $_6$ Sn $_6$。
2021-06-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Near-room-temperature giant topological Hall effect in antiferromagnetic kagome metal YMn6Sn6
由独特的三角形和六边形相互连接而成的kagome晶格是研究阻挫磁性、电子关联和拓扑电子结构的理想模型系统。在对绝缘磁性kagome晶格中的阻挫磁性进行深入研究之后,金属系统(kagome金属)中电荷自由度和自旋自由度之间通过自旋轨道耦合的相互作用已成为一个引人注目的话题。在这里,我们研究中心对称的YMn6Sn6与锰kagome晶格。我们发现它在室温附近表现出巨大的拓扑霍尔效应,归因于场诱导的非共线自旋织构,可能是Skyrmion晶格(SkL)态。结合大的本征反常霍尔效应,YMn 6Sn 6显示出实空间和动量空间Berry相对物理性质的协同作用。由于该大同系具有可调磁相互作用和柔性结构的特点,为理解电子关联对实空间和动量空间拓扑量子态的影响提供了一个新的平台。
2019-06-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Thermal Hall effect of chiral spinons on a Kagome strip
本文发展了一个具有手征自旋相互作用项的自旋- $\frac{1}{2}$系统的热霍尔系数理论。为此,我们将Kagome带模型化为三腿$XXZ$自旋梯,并利用玻色化导出了该系统中自旋子的低能理论。进一步引入Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用($D$)和可调磁场($B$),我们确定了三种不同的依赖于$B$的量子相:价键晶体(VBC),“金属”自旋液体(MSL)和手性自旋液体(CSL).在条带的顶部边缘和底部边缘之间存在温差$ΔT$的情况下,我们评估沿着条带的净热流$J_h$,并且因此评估霍尔热导率$κ_{xy}$。我们发现,VBC-MSL-CSL转换伴随着一个显着的定性变化的行为的$κ_{xy}$作为一个功能的$B$。特别地,类似于量子霍尔效应,CSL相中的$κ_{xy}$表现出以自旋填充因子$ν_s\propto B/D$的相称值为中心的量化平台。
2019-03-01 cond-mat.str-el
Experimental Realization of Room Temperature Topological Hall Effect in Kagome Antiferromagnet
磁性拓扑半金属是物质的电子相和磁性相之间相互作用的表现,导致诸如反常霍尔效应(AHE)和拓扑霍尔效应(THE)的特殊特性。Mn $_3$ Sn是一种时间反演对称破缺(TRS)磁性Weyl半金属,在可果美晶格网络内显示拓扑特征。在本研究中,我们首次发现了Mn $_3$ Sn在室温下具有大而纯的拓扑霍尔效应,而Mn $_{3-x}$ Fe $_x$ Sn中Mn位的Fe掺杂逐渐抑制了这种效应。我们进一步确定,这些系统的拓扑性质是高度各向异性的。这些发现有望在室温下实现潜在的拓扑电子应用。
2023-01-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Impact of tiny Fermi pockets with extremely high mobility on the Hall anomaly in the kagome metal CsV$_3$Sb$_5$
University of Tokyo(东京大学);Tohoku University(东北大学);Japan Atomic Energy Agency(日本原子力机构);Ecole Polytechnique(巴黎综合理工学院);CNRS(法国国家科学研究中心);Institut Polytechnique de Paris(巴黎理工学院);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);University of California Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);Institute of Solid Physics, University of Tokyo(东京大学固体物理研究所)
本文通过对kagome金属CsV$_3$Sb$_5$的磁输运测量和电子辐照实验,发现低场非单调Hall效应源于CDW转变下形成的具有极高迁移率的微小Fermi口袋,而非时间反演对称性破坏的反常Hall机制。
2025-03-20 cond-mat.str-el
Magnon thermal Hall effect in kagome antiferromagnets with Dzyaloshinskii-Moriya interactions
我们从理论上研究了反铁磁kagome自旋系统的磁性和拓扑性质的存在下,在平面内和平面外的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用。在铁黄钾铁矾等材料中,面内相互作用稳定了具有有限标量自旋手征的倾斜非共线“伞形”磁位形。我们推导出的倾斜角的表达式,并使用所得到的顺序作为一个自旋波分析的起点。我们发现拓扑磁振子带,其特征在于非零陈数。我们计算了磁振子的热霍尔电导率,并提出铁黄钾铁矾作为一个有前途的候选系统,观察磁振子热霍尔效应在一个非共线的自旋配置。我们还表明,热导率可以通过改变施加的磁场,或在平面Dzyaloshinskiii-Moriya强度调谐。与以往的拓扑磁振子带的研究相比,发现即使在小的倾斜的限制,效果是大的。
2018-09-17 cond-mat.str-el
Edge states and the integer quantum Hall effect of spin-chiral ferromagnetic kagome lattice with a general spin coupling
研究了一般Hund耦合区域内具有自旋各向异性的二维kagomé晶格中的手征边缘态和量子化霍尔电导(QHC)。该kagomé晶格系统在$x$方向上是周期性的,但是在$y$方向上具有两个边。数值计算结果表明,Hund耦合的强度,以及自旋手征,影响的边缘状态和相应的QHC。利用拓扑边理论,我们给出了Riemman曲面上手征边态的缠绕数与QHC的关系。并将该表达式与拓扑体理论中的表达式进行了比较,发现它们是一致的。
2008-01-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Large Oscillatory Thermal Hall Effect in Kagome Metals
本研究在关联Kagome金属中观测到大振荡热霍尔效应,发现180度相位翻转及其相对电霍尔通道的显著增强,为识别费米子热输运和探测关联量子材料提供新手段。
2024-09-09 cond-mat.str-el
Prospect of quantum anomalous Hall and quantum spin Hall effect in doped kagome lattice Mott insulators
具有非平凡拓扑结构的电子态具有许多新的现象,具有革命性信息技术的潜力。量子反常霍尔效应提供了电子的自旋极化无耗散输运,而量子自旋霍尔效应与超导性的结合已经被提出作为实现无退相干量子计算的基础。我们介绍了一种实现这些效应的新策略,即通过空穴和电子掺杂可果美晶格莫特绝缘体,例如,化学取代。作为一个例子,我们将这种新的方法应用于天然矿物Herbertsmithite。我们证明了所提出的修改的可行性进行从头计算密度泛函理论计算,并证明了发生的预测效果,使用现实的模型。我们的研究结果预示着一个新的家庭的量子反常霍尔和量子自旋霍尔绝缘体在负担得起的能量/温度标度的基础上,戈薇晶格的过渡金属离子。
2016-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall effect of ferromagnetic Fe3Sn2 single crystal with geometrically frustrated kagome lattice
研究了铁磁Fe_3Sn_2单晶中Fe原子几何阻挫可果梅双层膜的反常霍尔效应。反常霍耳电阻率rho_{xy} ^{A}与纵向电阻率rho_{xx}之间的标度行为是二次的,进一步的分析表明Fe 3Sn 2单晶中的AHE应该是由本征的Karplus-Luttinger机制而不是外生的斜散射或侧跳机制控制的。此外,在100 K左右出现了反常霍尔电导率sigma_{xy} ^{A}的突变,此时自旋重取向从c轴向ab平面转变完成。这种sigma_{xy} ^{A}的变化可能与自旋-重取向转变引起的费米面的演化有关。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Quantum Anomalous Hall Phase Stabilized via Realistic Interactions on a Kagome Lattice
研究了Kagome晶格上无自旋费米子在三分之一填充时的量子相位,该晶格具有一个与费米点接触的二次带。在弱的第一和第二近邻排斥相互作用($V_1$和$V_2$)存在下,利用精确对角化和密度矩阵重整化群方法,证明了相互作用驱动的量子反常霍尔效应.通过形成表现出长程相关性的回路电流,时间反演对称性自发地被打破。通过在圆柱体中插入磁通测量泵浦电荷,得到了与$\pm1$的陈数相对应的量子化霍尔电导。通过对光谱和电荷激发能隙的计算,我们发现适度的$V_2 < V_1$可以显著地增强拓扑保护基态的能隙,这表明在拓扑平凡的晶格模型上通过空间衰减相互作用实现相互作用驱动的拓扑相是可行的.
2018-06-28 cond-mat.str-el
Higher-order Oscillatory Planar Hall Effect in Topological Kagome Metal
研究量子材料的奇异输运行为对于揭示奇异有序、产生新物理具有重要意义。在这封信中,我们报告了奇异的突出平面霍尔效应(PHE)和平面各向异性磁阻(PAMR)在奇异的可果美金属KV $_3$ Sb $_5$中的观察。由面内磁场驱动的PHE和PAMR与由面外磁场或磁化驱动的其他霍尔效应表现出明显的不同,表现出奇异的高阶振荡,与那些只允许双重对称振荡的经验规则形成鲜明对比。这些高阶振荡表现出很强的场和温度依赖性,并在电荷密度波(CDW)跃迁附近消失。独特的输运性质表明KV $_3$ Sb $_5$中晶格、磁性和电子结构的显著相互作用。这种相互作用可以耦合隐藏的各向异性和传输电子,从而导致与其他材料相比的新型PHE和PAMR。
2023-01-23 cond-mat.str-el
Spectroscopic origin of giant anomalous Hall effect in an interwoven magnetic kagome metal
Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);ShanghaiTech University(上海科技大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Rutgers University(罗格斯大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics(北京凝聚态物理国家研究中心);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Stanford University(斯坦福大学);Wuhan University(武汉大学);University of Oxford(牛津大学);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室)
研究通过磁kagome金属TbTi₃Bi₄揭示巨异常霍尔效应的光谱起源,发现强电子-磁耦合机制。
2024-12-30 cond-mat.str-el
Kagome KMn$_3$Sb$_5$ metal: Magnetism, lattice dynamics, and anomalous Hall conductivity
本文基于第一性原理密度泛函理论,研究了新型kagome金属KMn$_3$Sb$_5$,发现其具有稳定的铁磁基态,并在费米能级附近出现拓扑保护的Weyl节点,产生高达314 S·cm⁻¹的反常霍尔电导率。
2023-10-06 cond-mat.str-el
Topological honeycomb magnon Hall effect: A calculation of thermal Hall conductivity of magnetic spin excitations
最近,在可果美和烧绿石晶格上实验观察到自旋激发的磁振子霍尔效应。霍尔热导率$κ^{xy}$作为可果美晶格上的磁场或温度的函数改变符号,并且$κ^{xy}$在反转烧绿石晶格上的磁场的符号时改变符号。基于这些令人兴奋的实验结果,我们从理论上提出了一种在蜂窝晶格上实现磁振子霍尔效应的简单的双带模型。自旋激发的磁振子霍尔效应以通常的方式通过晶格的反转对称性的破缺而产生,然而,通过次近邻的Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用。我们发现,$κ^{xy}$有一个固定的符号为所有的参数制度考虑。这些结果与Lieb,kagome和烧绿石晶格相反。我们进一步表明,低温依赖于磁振子霍尔电导率遵循$T^{2}$法律,而不是戈薇和烧绿石晶格。这些结果提供了一种测量二维蜂窝量子磁体和蜂窝光晶格中超冷原子的霍尔热导率的实验方法。
2016-07-24 cond-mat.str-el
Large topological Hall effect in a geometrically frustrated kagome magnet Fe$_3$Sn$_2$
本文报道了在一个具有Kagome双层结构的几何阻挫Fe_3Sn_2磁体中,在宽温区观察到的大拓扑霍尔效应。结果表明,THE电阻率随温度的升高而增大,在380 K时达到-0.875 μΩ·cm。临界磁场随T_E的变化与磁结构的变化一致,表明实空间虚磁场与Fe_3Sn_2中磁skyrmion的形成成正比.结果表明,大的THE起源于拓扑磁自旋织构,并可能开辟进一步的研究机会,探索在可果美材料的涌现现象。
2019-11-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hall effect on nontrivial quadrupole order in quasi-kagome compound URhSn
Institute for Solid State Physics (ISSP), University of Tokyo(东京大学固体物理研究所);Department of Physics, Mizoram University(米佐拉姆大学物理系);Institute for Materials Research (IMR), Tohoku University(东北大学物质材料研究所学);Advanced Science Research Center, Japan Atomic Energy Agency(日本原子能研究机构先进科学研究中心);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心)
研究揭示URhSn中非平凡四极序的反常霍尔效应及输运特性,揭示其在5f电子系统中的独特物理行为。
2026-02-25 cond-mat.str-el
Field-linear anomalous Hall effect and Berry curvature induced by spin chirality in the kagome antiferromagnet Mn3Sn
在过去的二十年中,人们已经确定,一个非平凡的电子波函数拓扑结构产生一个异常的霍尔效应(AHE),它表现为霍尔电导率在磁场的非线性。在这里,我们报告一个前所未有的情况下,外地线性AHE。在可果美磁体Mn $_3$ Sn中,发现显示出突变的面外霍尔响应是AHE的情况。我们现在发现,在磁场中完全线性的面内霍尔响应由波函数的Berry曲率设定。霍尔响应的幅度和它伴随的能斯特信号远远超过了预期的半经典图片。我们认为,磁场诱导的面外自旋倾斜,从而引起非平凡的自旋手征的kagome晶格。在能带结构中,我们发现自旋手征改变了拓扑结构,使以前未知的Weyl节线消失,解释了所观察到的AHE。我们的工作揭示了有趣的统一的实空间Berry相位从自旋手征和动量空间Berry曲率。
2022-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Colossal Anomalous Hall Conductivity and Topological Hall Effect in Ferromagnetic Kagome Metal Nd$_3$Al
磁性材料中反常霍尔效应的成因一直是固体物理学界一个有趣而又有争议的话题。最近的进展,对这一主题的理解揭示了一个紧密的联系之间的Berry曲率的占据电子态和内在的AHE。具有破缺时间反演对称性的磁性Weyl半金属是一个典型的例子,它被认为对拓扑节点周围的Berry曲率有很大的贡献,从而对AHE有很大的贡献。在这里,我们报道了一种可果美金属铁磁体Nd $_3$ Al,具有大的非常规正磁阻(~ 80%)和巨大的异常霍尔电导率1.8 × 10^5 S/cm(据我们所知最大的)。我们还表明,该化合物的磁性状态是相当不同的,从它的类似物在许多方面。虽然该化合物主要是一个巡回的铁磁体,其低温相表现出拓扑能带结构,增强斜散射以及拓扑自旋纹理中产生的自旋阻挫kagome晶格。各种实验结果,如拓扑霍尔效应,非饱和正磁阻等,给出了强烈的指示这一情况。从头计算广泛证实了实验结果,揭示了存在的平坦带和外尔点起源于巡回Nd时刻。研究发现,多晶样品中的非平凡能带结构、增强的斜散射和自旋织构是导致巨霍尔电导和拓扑霍尔效应的主要原因。
2021-11-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral phase transition and thermal Hall effect in an anisotropic spin model on the kagome lattice
本文研究了具有$XXZ$各向异性的推广海森堡模型中的热霍尔效应。该模型的特殊性在于,在经典的情况下,在参数空间中的一个广泛的区域,外部磁场诱导手征对称性破缺:基态是一个双简并的$q=0$顺序与正或负的净手征。在这里,我们专注于这种手征相变的热霍尔电导率使用线性自旋波理论的效果。我们研究了该体系的拓扑结构,计算了其磁振子带的陈数,得到了各种拓扑结构的相变。我们还计算了磁振子效应对与手征相变($T_c^{SW}$)相关的临界温度的影响。我们的主要结果是,热霍尔电导率,这是零的$T>T_c^{SW}$,成为非零的自发手征对称性破缺在低温下的结果。因此,我们提出了一个简单的模型,它是可能的“开关”上/下的热传输性能引入一个磁场和加热或冷却系统。
2021-01-29 cond-mat.str-el
Switchable anomalous Hall effect by selective mirror symmetry breaking in a kagome magnet GdMn6Ge6
本文在笼目磁体GdMn6Ge6中通过外磁场选择性破缺镜面对称性,实验与理论结合实现了由不同方向Berry曲率驱动的可切换内禀反常霍尔效应,揭示了结构对称性与拓扑态之间的强关联。
2024-08-06 cond-mat.str-el
Spin Hall effect in the kagome lattice with Rashba spin-orbit interaction
研究了具有Rashba自旋轨道耦合的kagomé晶格中的自旋霍尔效应。守恒自旋霍尔电导$σ_{xy}^{s}$(见正文)及其两个分量,即,常规项$σ_{xy}^{s0}$和自旋矩偶极项$σ_{xy}^{sτ}$,数值计算表明,作为电子费米能$ε_{F}$的函数,出现了一系列的平台。一个一致的两个波段的分析,以及贝里相位的解释,也给出了。我们表明,这些高原是一个后果的各种费米表面拓扑结构时,调谐$ε_{F}$。特别是,我们预测,与布里渊区中费米面包围$\mathbfΓ$点的情况相比,费米面包围$\mathbf{K}$点的自旋霍尔电导幅度提高了两倍,这使得今后系统地开展$\mathbf{K}$ -谷自旋电子学的研究具有重要意义.
2008-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interaction-driven fractional quantum Hall state of hard-core bosons on kagome lattice at one-third filling
人们越来越关注在能带绝缘体中实现物质的拓扑非平凡态,其中量子霍尔效应可以作为能带结构的本征性质出现。虽然正在进行的进展正在进行中的一些方向,实现新的相互作用产生的拓扑相位的可能性,而不需要编码在单粒子波函数或能带结构的非平凡不变量,可以显着扩展类拓扑材料,因此是非常重要的。在本文中,我们在kagome晶格上的扩展Bose-哈伯德模型中发现了一个相互作用驱动的拓扑相,其中非相互作用能带结构在布里渊区是拓扑平凡的,Berry曲率为零.利用无偏的密度矩阵重整化群方法,通过对基态简并度、边激发和任意准粒子统计等普适性质的刻画,证明了在宽参数范围内基态等价于玻色分数量子Hall Laughlin态.我们的工作为在常规有序固相的相边界上寻找相互作用诱导的拓扑相铺平了道路。
2015-11-25 cond-mat.str-el
Anisotropic transport properties and topological Hall effect in the annealed kagome antiferromagnet FeGe
本研究报道退火kagome反铁磁体FeGe中观察到各向异性输运与拓扑霍尔效应,揭示磁性、电荷序与拓扑的相互作用。
2024-12-25 cond-mat.str-el
Anisotropically large anomalous and topological Hall effect in a kagome magnet
最近,可果美材料已经成为研究对称性、磁性、拓扑结构和电子相关性之间相互作用的一个引人入胜的平台。RMn_6Sn_6(R =稀土金属)化合物的最新研究表明,由于其大的自旋轨道耦合和强的磁有序性,这一系列化合物可能对研究各种物理现象具有重要意义。然而,在RMn6Sn6材料的组合传输和光谱研究仍然是有限的。在这里,我们报告的磁性,磁输运,角分辨光电子能谱测量的可果美磁铁ErMn6Sn6,经历反铁磁(TN = 345 K)亚铁磁(TC = 68 K)相变的存在下的字段。我们观察到大的异常和拓扑霍尔效应作为运输签名的非平凡的Berry曲率。等温磁化强度表现出很强的各向异性,化合物的拓扑霍尔效应依赖于变磁转变的临界场。我们的光谱结果与理论计算的补充表明,多轨道kagome费米学。这项工作提供了新的见解的可调谐性和相互作用的拓扑结构和磁性的戈薇磁铁。
2021-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Time-reversal-like degeneracies distinguished by the anomalous Hall effect in a metallic kagome ice compound
本文通过综合实验与理论研究,发现在金属型kagome自旋冰HoAgGe中存在由反常霍尔效应区分的类时间反演简并,揭示了反常霍尔效应在诊断阻挫自旋系统隐藏对称性中的关键作用。
2023-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Rich unconventional Hall effects in a single quasi-kagome Kondo Weyl semimetal candidate Ce$_3$TiSb$_5$
该研究在单一准kagome近藤外尔半金属候选材料Ce$_3$TiSb$_5$中观察到多种非常规霍尔效应,揭示了电子关联、几何阻挫与拓扑性的相互作用。
2025-09-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Large anomalous Hall effect in single crystals of the kagome Weyl ferromagnet Fe$_3$Sn
本研究结合理论与实验探究笼目铁磁材料Fe₃Sn的反常霍尔效应,测得其室温下反常霍尔电导率约500(Ω·cm)⁻¹且弱温度依赖,与密度泛函计算结果吻合,还预测其费米能级附近存在外尔节点。
2023-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Pressure-tunable large anomalous Hall effect of the ferromagnetic kagome-lattice Weyl semimetal Co3Sn2S2
在金刚石对顶砧装置上研究了磁性拓扑半金属Co_3Sn_2S_2的反常霍尔效应在44.9-50.9 GPa压力范围内的压力演化。在0.2-50.9 GPa的压力范围内,同步辐射X射线衍射没有发现明显的结构相变痕迹。我们发现,反常的霍尔电阻率和铁磁性随着压力的增加而单调抑制,并在22 GPa附近几乎消失。反常的霍尔电导率在低温下随压力的变化而非单调变化,涉及原始和紧急Weyl节点之间的竞争。结合第一性原理计算,我们揭示了高压下反常霍尔效应是由Berry曲率引起的内禀机制.
2019-09-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Edge states and the integer quantum Hall conductance in spin-chiral ferromagnetic kagome lattice
研究了二维铁磁kagomé晶格中包含自旋各向异性的手征边缘态。该系统在$x$方向上是周期性的,但在$y$方向上具有两个边缘。导出了求解边缘态能量的Harper方程。我们发现在每个体能隙中存在两个边缘态,对应于复能Riemann面(RS)上Bloch函数的两个零点。由动量$k_{x}$参数化的边缘态能量环穿过RS的空穴。当费米能位于体能隙中时,量子化霍尔电导由空穴边缘态的缠绕数给出,读作$σ_{xy}^{\text{edge}}$ = $-\frac{e^{2}}{h}% $ sgn $(\sinϕ) $,其中$ϕ$是自旋手征参数(见正文)。这一结果与基于拓扑体理论的结果一致。
2007-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect in Kagome Ferrimagnet GdMn$_6$Sn$_6$
我们目前的铁磁GdMn $_6$ Sn $_6$的磁输运数据。从温度相关的数据中,我们能够提取出对反常霍尔效应$σ_{xz}^{int} \sim$ 32 $Ω^{-1}cm^{-1}$和$σ_{xy}^{int} \sim$ 223 $Ω^{-1}cm^{-1}$的大的本征贡献,这与在也包含过渡金属的戈薇网的其他系统中发现的值相当。从我们的输运各向异性,以及我们的密度泛函理论计算,我们认为,该系统是电子最好的描述为一个三维系统。因此,我们表明,降低维数是不是一个强有力的要求,获得大的Berry相的贡献输运性质。此外,稀土和过渡金属磁性的共存使得六方MgFe $_6$ Ge $_6$结构类型在未来的研究中具有很好的电子和磁性调节系统。
2020-07-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall conductivity control in Mn$_3$NiN antiperovskite by epitaxial strain along the kagome plane
反铁磁锰基氮化物反钙钛矿,例如Mn $_3$ NiN,在其由Mn原子沿(111)面形成的kagome晶格上保持三角形受抑磁有序。因此,阻挫在对称和非对称磁相互作用之间施加了非平凡的相互作用,其只能在非共线磁配置中达到平衡。因此,相关的电子相互作用及其可能的外部约束,如施加的外延应变的调整,在定义这种拓扑凝聚态系统的微观和宏观性质发挥了至关重要的作用。因此,在目前的工作中,我们探索和解释的(111)平面内施加的外延应变的效果,其中磁和晶体对称操作保持固定,只有离子和电子相互作用的大小进行调整。我们发现,在能带结构的能量的线性移动和线性增加/减少的费米能级附近的应用程序的应变。具体而言,压缩应变减小了(111)kagome平面中的Mn-Mn距离,但线性增加了堆叠kagome晶格与费米能级附近的可用态之间的间隔。尽管在费米能量上的可用状态的线性控制,异常霍尔电导率显示出非线性行为,其中$σ_{111}$电导率几乎为零的拉伸应变。另一方面,当压缩量接近于$-$ 1.5时,$σ_{111}$使无应变状态下的结构最大增加了26%.这一现象可以用可果梅平面内的非发散Berry曲率来解释,即当压缩量接近于1.5时,可果梅平面内的Berry曲率随压缩量的增加而增加,而当压缩量接近于1.5时,可果梅平面内的Berry曲率随膨胀量的增加而显著减小.
2022-04-15 cond-mat.str-el
The giant anomalous Hall and Nernst effects in Kagome permanent magnets RCo5
School of Physics & Astronomy and Center for Advanced Quantum Studies, Beijing Normal University(北京师范大学物理与天文学学院及先进量子研究中心);Key Laboratory of Multiscale Spin Physics (Ministry of Education), Beijing Normal University(北京师范大学多尺度自旋物理教育部重点实验室)
研究Kagome永磁体RCo5的反常霍尔和奈斯特效应,揭示其优异的传输特性源于伯瑞曲率热点。
2026-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Thermal Hall Effects of Spins and Phonons in Kagome Antiferromagnet Cd-Kapellasite
研究了可果美反铁磁体Cd-kapellasite(Cd-K)的热输运性质。我们发现场对纵向热导率的抑制作用在低于~25 K时出现,表明自旋对纵向热导率的贡献很大.我们还发现,在所有的Cd-K样品的自旋液相中的清晰的热霍尔信号。霍尔热导率k_xy的大小与样品的散射时间有很大的关系。另一方面,所有Cd-K样品的k_xy的温度依赖性是相似的,k_xy在几乎与声子热导率k_xy^ph的峰值相同的温度处显示出一个峰值,该峰值由k_xx在15 T处估计。这些结果表明在15 T下存在一个占主导地位的声子热霍尔k_xy^ph。除了k_xy^ph外,我们还发现k_xy在低场下的场依赖性在低温下是非线性的,伴随着k_xx的场抑制的出现,表明在低场下存在自旋热霍尔k_xy^sp。值得注意的是,通过对其他kagome反铁磁体的kxy ^sp数据的kxx依赖性的组合,我们发现,kxy ^sp在低kxx区保持恒定,而在高kxx区kxy ^sp开始随着kxx的增加而增加。kxy ^sp与k_xx的关系表明在可果美反铁磁体中自旋热霍尔效应中存在着本征和非本征机制。此外,在低场下,k_xy^ph和k_xy^sp都消失在反铁磁有序相中,表明声子本身并不表现出热霍尔效应.在~7 T以上的强场作用下,k_xy^ph随场致k_xx和比热的增加而增加,表明声子与场致自旋激发的耦合是k_xy^ph的来源。
2020-09-24 cond-mat.str-el
Giant plateau-like topological Hall effect controlled by tailoring the magnetic exchange stiffness in a kagome magnet
本研究在 TbMn6Sn6 中以非磁性 Cr 部分取代 Mn,降低晶体对称性并造成 Mn 层间交换刚度差异,从而实现块体中创纪录的巨型平台状拓扑霍尔效应。
2025-07-25 cond-mat.str-el
Topological Magnetic Excitations on the Distorted Kagome Antiferromagnets: Applications to Volborthite, Vesignieite, and Edwardsite
在这封信中,我们确定了一个非共面的手征自旋织构扭曲的kagomé晶格反铁磁体的存在下,诱导的磁场施加垂直于扭曲的kagomé平面。非共面手征自旋织构具有非零标量自旋手征,类似于时间反演对称性破缺的手征量子自旋液体。在非共面制度中,我们观察到非平凡的拓扑磁激发和热霍尔响应通过紧急场诱导的标量自旋手征在对比的Dzyaloshinskiii-Moriya(DM)的自旋轨道相互作用是驱动力的共线铁磁体。我们的结果为最近在非零磁场下没有DM自旋-轨道相互作用信号的畸变kagomé伏硼硫铁矿中的Hall热导率的观测提供了依据,并且这些结果也适用于其他畸变kagomé反铁磁体如vesignieite和edwardsite.
2018-10-19 cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effect in $t_{2g}$ Orbital Kagome Lattice due to Non-collinearity:Significance of Orbital Aharonov-Bohm Effect
通过引入d轨道自由度,提出了倾斜铁磁金属中自旋结构驱动反常霍尔效应(AHE)的新机制。我们发现,在非共线自旋结构和自旋轨道相互作用的存在下,传导电子由于复杂的d轨道波函数而获得Berry相。由这种轨道导出的Berry相驱动的AHE比由自旋手征诱导的AHE大得多,这自然解释了烧绿石Nd $_2$ Mo $_2$ O $_7$中自旋结构驱动的AHE的显著特征。由于所提出的AHE甚至可以发生在共面自旋序($M_z=0$),它有望出现在其他有趣的几何挫折系统。
2009-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Magnetic competition in topological kagome magnets
通过将自旋轨道耦合、各向异性Hund耦合和自旋交换引入到可果美晶格中,研究了拓扑可果美磁体中的磁竞争。利用Bogoliubov变分原理,我们发现在零温度和有限温度的稳定相。在零温度和强Ising-Hund耦合制度下,通过临界面内Hund耦合的普适性质实现了从面外铁磁性(FM)到面内反铁磁性(AFM)的磁可调谐性。在三分之二填充时,从面外FM到面内AFM的相变伴随着从量子反常霍尔(QAH)到量子反常自旋霍尔(QASH)效应的拓扑转变。在磁相变附近的半填充处观察到一个大的反常霍尔电导。在有限的温度下,面外FM是稳定的,直到一个交叉温度,在该温度以上的面内AFM是稳定的,但面外FM磁化仍然是有限的。这表明这些磁相在有限的温度范围内共存。
2020-08-19 cond-mat.str-el
Orbital Magneto-Nonlinear Anomalous Hall Effect in Kagome Magnet Fe$_3$Sn$_2$
本研究结合实验与第一性原理计算,在kagome铁磁体Fe$_3$Sn$_2$中发现轨道起源的磁非线性反常霍尔效应,证实其由布洛赫电子内禀量子几何特性调控,为霍尔输运研究开辟新方向。
2024-03-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spinon quantum spin Hall state in the kagome antiferromagnet with a Dzyaloshinskii-Moriya interaction
本研究利用变分蒙特卡罗方法,在含Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的Kagome晶格自旋1/2反铁磁海森堡模型中,发现了由磁有序拓扑熔化产生的自旋子量子自旋霍尔态,证实其为具有阿贝尔拓扑序的有能隙量子自旋液体。
2024-07-30 cond-mat.str-el
Emergent Chiral Spin Liquid: Fractional Quantum Hall Effect in a Kagome Heisenberg Model
在磁场作用下二维电子系统中实现的分数量子霍尔效应是凝聚态物理中最引人注目的发现之一。有趣的是,有人提出,在时间反演不变的自旋系统中,也可以出现手性自旋液体(CSL),其特征是拓扑有序和出现的分形准粒子。CSL可以自然地导致奇异的超导电性,这种奇异的超导电性起源于任意准粒子的凝聚。尽管CSL被高度追求了二十多年,但从未在自旋各向同性海森堡模型或相关材料中发现过。通过发展一种基于密度矩阵重整化群的方法,在自旋- $\frac{1}{2}$各向同性kagome Heisenberg模型中发现了一个量子化的粒子.我们确定这个Escherhe状态作为长期寻求的CSL与统一的手征顺序自发破缺时间反演对称性,这是唯一的特点是由半整数量化的拓扑陈数保护一个强大的激发间隙。发现CSL位于先前确定的$Z_2$自旋液体的近邻,这可能导致两个带隙拓扑自旋液体之间的奇异量子相变。
2014-09-13 cond-mat.str-el
Interaction-Driven Spontaneous Quantum Hall Effect on Kagome Lattice
由于非平凡能带拓扑的存在,物质的非相互作用拓扑态可以在具有内禀自旋-轨道耦合的能带绝缘体中实现。近年来,实现新的相互作用驱动的拓扑相的可能性吸引了大量的研究活动,这可能会显着扩展物质的拓扑态的类别。本文报道了在kagome晶格上扩展的费米子-哈伯德模型中发现的相互作用驱动的自发量子霍尔效应(Chern绝缘体).利用密度矩阵重整化群,我们揭示了量子HE的普遍性质,包括时间反演对称性自发破缺和量子化霍尔电导。通过在大系统中访问基态,我们证明了QHE对有限尺寸效应的鲁棒性。此外,我们绘制了一个相图,并确定两个竞争的电荷密度波阶段通过不同的相互作用,其中过渡到QHE阶段被确定为第一顺序。我们的研究提供了一个相互作用驱动的QHE不需要外部磁场或磁性掺杂的“原理证明”的演示。
2016-04-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Striped magnetization plateau and chirality-reversible anomalous Hall effect in a magnetic kagome metal
本文在双层畸变kagome材料GdTi3Bi4中发现由一维Gd锯齿自旋链、三分之一磁化平台和变磁转变驱动的反常霍尔效应,揭示条纹畴壁与手性可逆机制,为磁场调控自旋手性和自旋电子学应用提供新途径。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall and Nernst effects in epitaxial films of topological kagome magnet Fe3Sn2
拓扑kagome磁体(TKM)Fe 3Sn 2具有不寻常的拓扑性质、平坦的电子能带和手性自旋织构,使其成为探索拓扑能带结构、强电子相关性和磁性之间相互作用的精美材料平台。在这里,我们报告的第一个高品质的外延(0001)Fe 3Sn 2薄膜的合成与大的本征异常霍尔效应接近体单晶中测量。此外,我们测量到一个大的各向异性反常能斯特系数Syx,为1.26 μV/K,比普通铁磁体的能斯特系数大约大2- 5倍,这表明该系统中费米能级附近存在Berry曲率源。至关重要的是,高质量Fe 3Sn 2薄膜的实现打开了探索新兴界面物理学的大门,并通过将Fe 3Sn 2与其他量子材料连接以及通过纳米结构图案化来创建基于TKM的新型自旋电子器件。
2020-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anomalous Hall Effects of Light and Chiral Edge Modes on the Kagome Lattice
我们从理论上研究了一种可以用现有技术在微波腔阵列中实现的光子可果美晶格。Kagome晶格具有奇异的能带结构,具有三个能带,其中一个能带可以完全平坦。人工规范场的存在允许模拟拓扑相位并诱导手征边缘模式,其可以在能隙内与拓扑平凡的平带共存。通过调节人工通量或在存在无序的情况下,平带也可以获得允许手征边缘模式和体扩展状态之间共存的能量带宽;在这种情况下,手征模式变得脆弱,朝向散射到体中。光子系统表现出没有朗道能级的量子霍尔效应和以非量子化陈氏数为特征的反常霍尔效应。我们讨论了实验观测,如局域态密度和边缘电流。我们展示了如何合成均匀的磁场可以工程,这使得实验探测的朗道水平的光子戈薇晶格。然后,我们借鉴半经典玻尔兹曼方程的运输设计一种方法来测量周围的布里渊区环路贝里的相位。该方法是完全基于波包干涉,并可用于确定频带陈数或光子等效的异常霍尔响应。我们证明了这些测量对现场和规范场混乱的鲁棒性。我们还显示了非线性腔和(人工)原子-光子相互作用的反常量子霍尔相位的稳定性。
2012-09-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el