Spin-reorientation Driven Temperature Dependent Intrinsic Anomalous Hall Conductivity in Fe$_3$Ge, a Ferromagnetic Topological Metal
本文研究铁磁拓扑金属Fe$_3$Ge中反常霍尔电导率的温度依赖性，揭示其内禀贡献随温度降低因自旋重取向而变化，并给出外禀贡献随温度下降的定量规律。
2025-07-17 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic nonlinear Hall effect beyond Bloch geometry
CNR-IOM Istituto Officina dei Materiali（意大利材料研究所）；Donostia International Physics Center（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
本文探讨了在考虑杂质和相互作用时，非线性霍尔效应作为多体基态的几何响应，提出了更一般的量子几何框架。
2026-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Effect of inversion asymmetry on the intrinsic anomalous Hall effect in ferromagnetic (Ga,Mn)As
电子运动的相对论性质的基础上的异常霍尔效应，被认为是占主导地位的铁磁（Ga，Mn）As的固有部分。在本文中，我们集中在晶体的能带结构作为一个重要的方面来描述这种现象。使用不同的k.p和紧束缚计算方案，我们捕获的Berry曲率和异常的霍尔电导率的体反转不对称性的强烈影响。同时，我们发现它不影响（Ga，Mn）As的其他重要特性，即居里温度和单轴各向异性场。我们的结果扩展了铁磁半导体中反常霍尔效应的已有理论，并揭示了其令人困惑的本质。
2010-04-21 cond-mat.mtrl-sci
Orientation Dependence of the Intrinsic Anomalous Hall Effect in hcp Cobalt
我们进行第一性原理计算的hcp Co的本征反常霍尔电导的磁化方向的依赖关系。当磁化强度从c轴向ab平面倾斜时，霍尔电导率从481 S/cm平稳地下降到116 S/cm。这四个因素的减少比较以及与单晶的测量，而226 S/cm的角平均值是在多晶薄膜中测量的205 S/cm的值非常一致。异常霍尔电导率的强各向异性是自旋轨道引起的费米能级附近的电子状态的变化，作为磁化旋转的结果。
2009-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Giant Enhancement of Intrinsic Spin Hall Conductivity in $β$ Tungsten via Substitutional Doping
通过自旋-轨道扭矩操纵重金属/铁磁双层中的磁化的关键挑战是识别表现出有效的电荷-自旋电流转换的材料。从头算电子结构计算表明，纯$β$ -W的本征自旋霍尔电导（SHC）比纯$α$-W的本征自旋霍尔电导大约60%.更重要的是，我们证明了$β$ -W的SHC可以通过Ta合金化来增强。这是证实了自旋Berry曲率计算的W $_{1-x}$钽$_x$（$x$ $\sim$ 12.5%）合金，显示了巨大的增强自旋霍尔角高达$\approx$ $-0.5$。其机制是自导热系数和纵向电导率随费米能级位置的协同作用。这些发现不仅为增强$β$ -W的本征自旋霍尔效应铺平了道路，而且为开发替代合金化技术来定制各种材料的自旋霍尔效应提供了新的指导。
2017-12-15 cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect of alloys: Extrinsic and intrinsic contribution
基于Kubo的线性响应理论，给出了自旋轨道诱导自旋霍尔效应的完全相对论描述。通过对自旋电流密度引入适当的算符，得到了自旋霍尔电导率（SHC）的Kubo-Stageda型方程。使用Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）能带结构方法结合相干势近似（CPA）的实施允许对各种合金系统进行详细的调查。的SHC分解为内在和外在的贡献建议。伴随计算的斜散射贡献的SHC使用玻尔兹曼方程证明了等价的Kubo形式主义在稀合金制度，并支持建议的分解方案。
2010-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast Dynamics of Intrinsic Anomalous Hall Effect in the Topological Antiferromagnet Mn3Sn
我们研究了拓扑反铁磁体Mn 3 Sn中反常霍尔效应（AHE）的超快动力学，时间分辨率低于100 fs.光脉冲激发大大提高了电子温度高达700 K，太赫兹探测脉冲清楚地解决了超快抑制的AHE退磁之前。结果是很好地再现了微观计算的内在贝里曲率机制，而明确排除了外来的贡献。我们的工作为非平衡AHE的研究开辟了一条新的途径，通过光对电子温度的剧烈控制来确定微观起源。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in monolayers of group-VI dichalcogenides: A first-principles study
采用密度泛函理论的第一性原理计算，研究了第六族过渡金属二硫属化物MX 2（M = Mo，W，X = S，Se）单分子膜的内禀自旋霍尔效应. MX2单分子膜是直接带隙半导体，具有位于六边形布里渊区的拐角处的两个简并谷。由于反转对称性破缺和强自旋轨道耦合，相反谷中的电荷载流子携带相反的Berry曲率和自旋矩，从而产生谷-和自旋-霍尔效应。由于在价带最大值处存在较大的自旋分裂，p掺杂样品的本征自旋霍尔电导（ISHC）远大于n掺杂样品的ISHC.我们还表明，ISHC在反转对称的散装dichalcogenides是一个数量级较小的单层相比。我们的研究结果表明，单层二硫属化合物作为一个理想的平台，集成valleytronics和spintronics。
2012-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Room temperature intrinsic anomalous Hall effect in disordered half-metallic ferromagnetic quaternary Heusler alloy CoRuFeSi
National Institute of Technology Andhra Pradesh（安得拉邦国立技术学院）；Indian Institute of Technology Hyderabad（海德拉巴印度理工学院）；Institute of Low Temperature and Structure Research, Polish Academy of Sciences（波兰科学院低温结构研究所）；Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；UGC-DAE Consortium for Scientific Research, Kolkata Centre（UGC-DAE科学研究中心加尔各答中心）
研究发现四元Heusler合金CoRuFeSi在室温下具有显著的内在异常霍尔效应，其源于Berry曲率机制，为自旋电子器件提供了新机遇。
2026-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Berry curvature-induced intrinsic spin Hall effect in light-element-based CrN system for magnetization switching
针对磁化翻转器件依赖重金属的问题，本文发现轻元素基CrN体系存在可观自旋霍尔效应，通过第一性原理计算与实验验证其本征自旋霍尔电导率及翻转电流密度，证明其电荷-自旋转换效率较高，为磁化翻转提供新体系。
2025-04-14 cond-mat.mtrl-sci
33% Giant Anomalous Hall Current Driven by both Intrinsic and Extrinsic Contributions in Magnetic Weyl Semimetal Co3Sn2S2
反常霍尔效应（AHE）可以由带内贝里相和杂质散射引起的非本征机制引起。最近发现的磁性Weyl半金属Co_3Sn_2S_2具有大的本征反常霍尔电导率（AHC）和巨大的反常霍尔角（AHA）。预测的这种材料中AHC的能量依赖性在1000 Ω-1 cm-1处表现出平台，能量宽度为100 meV，刚好低于EF，从而意味着大的本征AHC不会因小尺度能量扰动（如轻微的p掺杂）而显著改变。在这里，我们成功地触发外来原子散射的外在贡献，除了本征的原始材料通过引入少量的Fe掺杂剂，以取代Co在Co 3Sn 2S 2。我们的实验结果表明，由于TYJ模型所区分的内在和外在机制的协同贡献，AHC和AHA可以显著增强，分别达到1850 Ω-1 cm-1和33%。特别是，调谐的AHA在已知的磁性材料中保持低场的记录值。这项研究开辟了一条在磁性Weyl半金属中设计巨型AHE的途径，从而可能推进拓扑自旋电子学/Weyltronics。
2020-07-16 cond-mat.mtrl-sci
Linear magnetization dependence and large intrinsic anomalous Hall effect in Fe78Si9B13 metallic glasses
铁磁金属玻璃反常霍尔效应的起源至今尚未完全弄清。在此，在Fe 78 Si 9 B13 MG中探索AHE。我们发现低温电阻率的行为更可能是由于结构效应而不是近藤型效应。更重要的是，我们首次发现，在未分离非本征贡献的情况下，原始实验的反常霍尔电导率（σAH）随温度的变化具有线性磁化强度（Mz）依赖性，这是本征机制的又一特征，表明本征贡献占主导地位。此外，用Mz归一化的σAH与纵向电导率（σxx）无关，表现出无耗散的本征机制的特征。我们认为，可以从最近提出的非周期材料的Berry曲率密度对占据能量的积分来理解本征贡献，可以从自旋取向的涨落和Berry曲率与磁化强度的比例关系来定性地理解线性磁化强度的依赖性.此外，结合近年来有关拓扑非晶态金属的理论报道，我们预测Fe_（78）Si_（19）B_（13）MG具有很大的本征σ_（AH）（616 S/cm），这意味着MG的某些拓扑性质有待进一步发现。
2021-08-14 cond-mat.mtrl-sci
First-principles evaluation of intrinsic, side-jump, and skew-scattering parts of anomalous Hall conductivities in disordered alloys
我们开发了一个第一性原理的程序，个人评价的固有的，侧跳，和倾斜散射的贡献异常霍尔电导率$σ_{xy}$。该方法是基于Kubo-Bastin公式中$σ_{xy}$的每个起源的不同微观导电过程。我们还提出了一种方法来实现这个计划的紧束缚线性松饼-锡轨道（TB-LMTO）方法与相干势近似（CPA）。对无序FePt和FePd合金的计算表明了该方法的有效性。我们发现，估计值的每个起源的$σ_{xy}$表现出合理的依赖于这些无序合金中的电子散射。
2016-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in topological insulators: A first-principles study
研究了典型拓扑绝缘体Sb $_2$ Se $_3$，Sb $_2$ Te $_3$，Bi $_2$ Se $_3$，和块体形式的Bi $_2$ Te $_3$，在最大定域Wannier基下，利用密度泛函理论和线性响应理论，从第一性原理计算了结果表明，在费米能级附近，存在一个100- 200（$\hbar$ /2 e）（S/cm）的有限自旋霍尔电导率。虽然所得值比重金属小一个数量级，但由于其相对较低的纵向电导率，它们显示出相当的自旋霍尔角。自旋霍尔角为不同的化合物，然后比较最近的实验拓扑绝缘体/铁磁体异质结构。的比较表明，在产生自旋电流，从而在磁化切换应用中的自旋扭矩的散装的作用是可比的表面，包括自旋动量锁定的表面状态和Rashba-Edelstein效应在界面处。
2020-11-18 cond-mat.mtrl-sci
Disorder-Induced Elevation of Intrinsic Anomalous Hall Conductance in an Electron-Doped Magnetic Weyl Semimetal
拓扑材料由于其独特的能带反转特性和能带交叉点，有望显示出独特的输运特征。然而，通过实验可行的手段对这种拓扑响应进行有意调制的探索较少。在此，在电子（Ni）掺杂的磁性Weyl半金属Co 3-xNixSn 2S 2中获得异常霍尔效应（AHE）的不寻常的升高，在x = 0.11的相对低的掺杂水平下显示异常霍尔电导率、霍尔角和霍尔因子的峰值。利用TYJ标度模型分离了AHE的内、外贡献，表明这种显著增强是由电子Berry曲率的内禀机制所主导的。理论计算表明，与电子填充引起的费米能级移动相比，掺杂的一个通常被忽视的效应，即，局部无序，对加宽能带和缩小反向能隙施加了显著的影响，从而导致积分Berry曲率的升高。我们的结果不仅实现了磁性Weyl半金属中AHE的增强，而且为利用掺杂的无序效应来调制拓扑材料的能带和输运性质提供了一个实用的设计原理。
2020-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic anomalous Hall effect in Ni-substituted magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
拓扑材料最近引起了材料科学家的极大关注，因为它们的性质被预测可以免受晶格畸变和化学取代等扰动的影响。然而，这种鲁棒性的任何实验证明仍然缺乏。在这项研究中，我们的实验表明，铁磁可果美化合物Co3Sn2S2的拓扑性质被保留后，Ni取代。我们系统地改变Ni含量的Co3Sn2S2单晶，并研究其磁性和反常输运性质。对于中间镍替代，我们观察到显着增加的矫顽场，同时仍然保持显着的异常霍尔电导率。这些化合物的大的反常霍尔电导率是内在的，与第一性原理计算一致，这证明了它的拓扑起源。我们的研究结果可以指导进一步的化学调控的拓扑材料，以更好地理解。
2020-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Nonlinear Planar Thermal Hall Effect
本研究提出了一种本征非线性平面热霍尔效应，通过热梯度修正Berry曲率，实现无耗散的非线性热传输，为量子材料的非线性热功能提供了新途径。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic-field-induced quantized anomalous Hall effect in intrinsic magnetic topological insulator MnBi$_2$Te$_4$
在磁性拓扑绝缘体中，非平凡能带拓扑与磁序合谋产生奇异的物质态，最好的例子是量子反常霍尔（QAH）绝缘体和轴子绝缘体。到目前为止，这种磁性拓扑绝缘体是通过在拓扑绝缘体中掺杂磁性原子而获得的。然而，无规磁性掺杂剂不可避免地引入阻碍材料中量子效应的进一步探索的无序。在这里，我们解决了这个困境，通过探测量子输运在MnBi $_2$ Te $_4$薄片-一个拓扑绝缘体与内禀磁秩序。在这种层状范德华晶体中，铁磁层彼此反平行耦合，因此MnBi $_2$ Te $_4$是反铁磁体。磁场，然而，对齐所有的层，并诱导层间铁磁秩序，我们发现，量子化的异常霍尔响应出现在原子薄的MnBi $_2$ Te $_4$在一个中等的磁场。因此，MnBi $_2$ Te $_4$成为第一个表现出量子化反常霍尔效应的本征磁性拓扑绝缘体。这一结果确立了MnBi $_2$ Te $_4$作为进一步探索各种拓扑现象的理想场所。
2019-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Layer-Polarized Anomalous Hall Effect in Bilayer MnBi2Te4
层极化反常霍尔效应（LP-AHE）是凝聚态物理中的一个重要物理现象。目前的LP-AHE研究是基于利用外部电场的外在范式，其中LP-AHE的产生和控制并不简单。在这里，我们提出了一种新的机制，实现内在的LP-AHE双层晶格，通过调解的滑动物理和贝里曲率。此外，这种机制可以以可控和可逆的方式呈现LP-AHE。我们分析了系统的对称性要求，这样的内在LP-AHE主机。在双层MnBi_2Te_4材料中进一步验证了该方法的有效性。通过破坏反转对称性的堆叠，层锁Berry曲率使双层MnBi_2 Te_4中的本征LP-AHE成为可能，而其LP-AHE的可切换控制是通过滑动铁电性实现的。我们的工作为LP-AHE和二维（2D）材料研究开辟了一个重要的新方向。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Disentanglement of intrinsic and extrinsic side-jump scattering induced spin Hall effect in N-implanted Pt
自旋霍尔效应（SHE）的快速发展利用产生于5d过渡金属和合金中的自旋-轨道耦合，在设计低功率、鲁棒和非易失性磁存储器方面取得了巨大的进步。最近的研究表明，在5d过渡金属中引入非金属轻元素如氧、氮和硫，由于改性的SHE，类阻尼扭矩效率θ_DL得到了提高，但这种提高背后的机制尚不清楚。本文研究了不同温度（100-293 K）下注入N的Pt中自旋霍尔效应引起的本征和非本征侧跳散射的θ_DL。当注入剂量从2*10^16 ions/cm 2增加到1*10^17 ions/cm 2时，我们观察到本征到非本征侧跳机制的交叉。固有自旋霍尔电导率的突然降低被侧跳引起的SHE效率的增加所抵消。这些结果表明，研究θ DL随注入剂量和温度的变化关系，对于理解SHE的物理机制是很重要的，而这一机制在5d过渡金属中引入非金属元素时还没有得到充分的研究。
2022-11-07 cond-mat.mtrl-sci
Linear magnetization dependence of the intrinsic anomalous Hall effect
从实验和理论上研究了Mn $_5$ Ge $_3$铁磁薄膜的反常霍尔效应。我们分离了对实验反常霍尔效应的本征和非本征贡献，并利用第一性原理方法从布洛赫态的Berry曲率计算了本征反常霍尔电导率.本征反常霍尔电导率线性依赖于磁化强度，这可以从有限温度下自旋取向的长波长波动来理解。理论和实验之间的定量一致性非常好，不仅在0 K附近，而且在有限温度下，高达约240 K（0.8 T $_C$ }）
2006-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin and orbital Hall effect in non-magnetic transition metals: extrinsic vs intrinsic contributions
本研究采用久保线性响应理论计算非磁性过渡金属的轨道与自旋霍尔电导率，对比了内在与外在贡献的温度、掺杂依赖特性，明确了两类贡献的主导机制与物理关联。
2024-08-14 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Spin-Hall Effect in n-Doped Bulk GaAs
我们发现，体Dresselhauss（$k^3$）的自旋轨道耦合项导致一个内在的自旋霍尔效应在n掺杂体GaAs，但没有出现均匀的磁化。Kato { \emph{et. al.} } \cite{kato2004A}最近在实验上观察到了应变和非应变GaAs体材料中的自旋霍尔效应。当考虑寿命展宽时，我们发现由于Dresselhauss项的存在，实验结果与本征自旋霍尔效应定量一致。另一方面，非本征贡献的自旋霍尔效应是几个数量级小于所观察到的效果。
2004-12-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Strain Engineering of Intrinsic Anomalous Hall and Nernst Effects in Altermagnetic MnTe at Realistic Doping Levels
Hefei University of Technology（合肥工业大学）；Taiyuan Normal University（太原师范学院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
通过应变工程增强Altermagnetic MnTe中内禀异常霍尔和Nernst效应，突破掺杂限制下的传输响应
2026-01-06 cond-mat.mtrl-sci
First-principles theory of intrinsic spin and orbital Hall and Nernst effects in metallic monoatomic crystals
自旋和轨道流的产生在自旋轨道电子学领域中是至关重要的。本文利用相对论密度泛函理论和Kubo线性响应理论，系统地研究了40种单原子金属的自旋霍尔效应和轨道霍尔效应.计算了自旋霍尔电导率（SHC）和轨道霍尔电导率（OHC）随电化学势的变化关系，并研究了自旋轨道相互作用强度的影响.我们的计算预测在$sp$金属中OHC相当小，但在$d$带金属中OHC大得多，最大值[ $\sim 8000\,(\hbar/e)Ω^{-1}{\rm cm}^{-1}$ ]接近$d$系列的中间。利用Mott公式计算了自旋和轨道霍尔效应、自旋能斯特效应（SNE）和轨道能斯特效应（ONE）的热对应。我们发现，尚未观察到的ONE是显着大于（$\sim 10 \times$）比SNE和第10族元素（Ni，Pd和Pt）的最大值。我们的工作提供了一个广泛的概述电和热诱导自旋和轨道输运在单原子金属。
2022-03-31 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic nature of the giant spin Hall conductivity of Pt
自铂的自旋霍尔电导率（SHC）的首次理论和实验研究十多年后，其主导起源和幅度仍然存在争议。解决这些问题是非常强的自旋轨道效应在导电系统的理解和最大化的自旋霍尔效应的能源效率的自旋电子学应用的根本重要性。在这里，我们报告的快速变化的本征SHC的Pt与载流子寿命（τ）在脏金属制度的实验测定，通过将精细分散的MgO的位间杂质到Pt，同时保持其能带结构的基本元素（面心立方顺序）。这一发现最终验证了理论预测，即在脏金属制度下，Pt中的SHC应该由本征Berry曲率贡献主导，并且应该随着τ的缩短而迅速减小。这也建立了纯Pt的自旋霍尔比θSH可以通过缩短τ而增加的极限。当考虑到有限的界面自旋混合电导引起的Pt/铁磁体界面自旋回流时，Pt在清洁极限下的本征SHC幅度至少为1.6 × 10^6（h_bar/2 e）Ω-1 m-1，比现有理论预测大3.5倍以上.我们的工作还建立了一个引人注目的自旋霍尔金属Pt0.6（MgO）0.4，它结合了巨大的θSH（0.73）与中等电阻率（74 μΩ cm），强大的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用，易于生长，以及良好的自旋电子学技术的集成兼容性。
2019-06-07 cond-mat.mtrl-sci
Large intrinsic anomalous Hall effect in both Nb$_{2}$FeB$_{2}$ and Ta$_{2}$FeB$_{2}$ with collinear antiferromagnetism
通过对称性分析和第一性原理计算，预测两种室温共线反铁磁体Nb2FeB2和Ta2FeB2具有大本征反常霍尔效应，并完善了相关对称性要求。
2023-02-16 cond-mat.mtrl-sci
Observation of high-temperature quantum anomalous Hall regime in intrinsic MnBi$_2$Te$_4$/Bi$_2$Te$_3$ superlattice
量子反常霍尔效应是拓扑非平凡系统在零磁场中的一种基本输运响应。它的物理起源依赖于本质上反转的电子能带结构和铁磁性，其最重要的表现是边缘的手性电荷电流的无耗散流动，这可能会改变未来的量子电子学。在这里，我们报告了一个以前未知的贝里曲率驱动的异常霍尔制度（“Q窗口”）在上述开尔文温度的磁性拓扑体晶体，通过生长Mn离子自组织成周期有序的MnBi $_2$ Te $_4$ /Bi $_2$ Te $_3$超晶格。强大的铁磁性的MnBi $_2$ Te $_4$单层打开一个大的表面间隙，和异常霍尔电导达到一个$e^2/h$量子化平台时，费米能级被调谐到这个间隙内的Q-窗口，其中异常霍尔电导从散装是一个高精度为零。在这个新的制度的量子化是不阻碍的散装传导通道，因此应该存在于一个广泛的家庭的拓扑磁体。
2020-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Even-Odd Thickness-Driven Anomalous Hall in Epitaxial MnBi2Te4 Thin Films
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
本研究通过精确控制 MnBi2Te4 薄膜的厚度和磁性，揭示了本征磁性与缺陷磁性在异常霍尔效应中的符号反转，为实现零场量子反常霍尔效应提供了关键因素。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Calculation of intrinsic spin Hall conductivity by Wannier interpolation
本征自旋霍尔电导率（SHC）的\textit{Ab-initio}计算通常需要严格的收敛准则和密集的k点网格来对布里渊区进行采样，使得其收敛具有挑战性且耗时。在这里，我们提出了一个计划，有效地和准确地计算SHC的基础上最大局部化Wannier函数（MLWF）。在MLWF空间中导出了SHC的Kubo公式所需的量，并表明在初始的\textit{ab-initio}计算中只需要哈密顿量、重叠量和自旋算符矩阵.这些矩阵的计算和Kubo公式在稠密k点网格上的插值可以很容易地实现。通过对面心立方Pt和GaAs的原型计算验证了Wannier插值方法的有效性。对$α$ -Ta和$β$ -Ta的计算表明，$β$ -Ta的SHC是$α$ -Ta的2.7倍，而两者相对于fcc Pt具有相反的符号，并且比Pt小一个数量级.计算得到的$-0.156$的自旋霍尔角与以前对$β$ -Ta的实验结果非常一致，进一步表明本征贡献可能在$β$ -Ta中占主导地位。我们的方法可以促进大规模的SHC计算，并可能有利于发现具有高本征SHC的材料。
2018-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Spin scattering and noncollinear spin structure-induced intrinsic anomalous Hall effect in antiferromagnetic topological insulator $\mathrm{MnBi_2Te_4}$
$\mathrm{MnBi_2Te_4}$是一种内禀反铁磁（AFM）拓扑绝缘体，有望成为实现量子反常霍尔（QAH）绝缘体和轴子绝缘体态的理想平台。我们对该材料的结构、非平凡表面态和磁输运性质进行了全面的研究。我们的结果揭示了一个内在的反常霍尔效应所产生的非共线自旋结构的磁场平行于$c$轴。我们还观察到显着的负磁阻在任意磁场方向低于和高于尼尔温度（T $_N$），提供了明确的证据，强自旋涨落驱动的自旋散射在AFM和顺磁状态。此外，我们发现，非平凡的表面状态打开一个大的差距（~85 meV），即使在温度远高于T $_N$ = 25 K。这些发现表明，$\mathrm{MnBi_2Te_4}$的体能带结构与磁结构强耦合，并且在倾斜的原子力显微镜状态下可以在动量空间中产生净Berry曲率。此外，我们的研究结果表明，在表面态的能隙开放是内在的，可能是由表面层附近的强自旋涨落。
2018-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio calculation of intrinsic spin Hall effect in semiconductors
相对论能带理论计算结果表明，典型半导体Ge、GaAs和AlAs的本征自旋霍尔电导率都是大的$[\sim 100 (\hbar/e)(Ωcm)^{-1}]$，表明自旋霍尔效应可能存在于四带Luttinger哈密顿量之外.计算的轨道角动量（轨道）霍尔电导率是一个数量级较小，表明没有取消之间的自旋和轨道霍尔效应在体半导体。此外，还发现自旋霍尔效应可以被应变强烈地操纵，并且半导体中的$ac$自旋霍尔电导率在纯半导体和杂质半导体中都很大。
2005-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determination of intrinsic spin Hall angle in Pt
在Pt/NiFe双层膜的自旋矩铁磁共振（ST-FMR）测量的自旋霍尔角在Pt中进行评估，并发现随着NiFe厚度的增加而增加。为了通过估计从Pt注入NiFe的总自旋电流来提取Pt中的本征自旋霍尔角，进行了NiFe厚度相关的测量，并考虑了NiFe层中的自旋扩散。室温下Pt的本征自旋霍尔角为0.068，在13 - 300 K温度范围内几乎保持常数。
2014-10-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Orbital angular momentum driven intrinsic spin Hall effect
提出了一种内禀自旋霍尔效应（SHE）机制。在这种机制中，局域轨道角动量（OAM）引起电子位置移动，并与偏置电场耦合产生轨道霍尔效应（OHE）。SHE则通过原子自旋轨道耦合作为OHE的伴随效应出现。由于这种机制的自旋霍尔电导率估计是可比的重金属的实验值。该机制预测了自旋霍尔电导率的符号变化的自旋轨道极化改变其符号，以及自旋霍尔电导率和分裂的Rashba型自旋分裂在表面之间的相关性。
2014-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in noncubic crystals
我们研究了内禀自旋霍尔效应与晶体对称性和实验几何的关系。得到了自旋电流，并计算了电子自旋极化引起的霍尔电压。效应对晶体对称性的独特依赖性允许选择几何形状，其中自旋霍尔效应可以明确地与由于载流子的轨道运动和由于由传输电流产生的磁场的效应区分开。
2009-11-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic nonlinear Hall effect in antiferromagnetic tetragonal CuMnAs
Néel矢量的取向检测是反铁磁自旋电子学的一个主要研究课题。在这里，我们认识到的内在非线性霍尔效应，这是独立的弛豫时间，作为一个突出的贡献的时间反演奇数二阶电导率，并可以用来检测翻转的Néel矢量。与此相反，贝里曲率偶极诱导的非线性霍尔效应依赖于弛豫时间的线性和时间反演均匀。研究了反铁磁金属四元CuMnAs的本征非线性霍尔效应，发现其非线性霍尔电导率可达mA/V $^2$量级.这种非线性霍尔电导率对化学势的依赖性可以用倾斜的大质量狄拉克模型定性地解释。此外，我们证明了它的强烈的温度依赖性，并简要讨论了它的竞争与二阶德鲁德电导率。最后，对磁点群进行了全面的综述，为寻找更多具有本征非线性霍尔效应的反铁磁材料提供了指导。
2021-10-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Hall conductivities induced by the orbital magnetic moment
内禀反常霍尔效应是电子波函数几何性质的最令人兴奋的表现之一。在这里，我们预测，电子波函数的几何性质也引起了一个纯粹的量子力学，{ \it内在}（散射时间无关）组件的霍尔电导率在存在的磁场。我们发现，轨道磁矩和异常霍尔速度相结合，以产生一个散射的时间无关的贡献的霍尔效应，除了洛伦兹力诱导的散射时间相关的“经典”霍尔效应。这种无耗散的霍尔效应也表现在热电和热导率中，并且在带边缘和带交叉附近占主导地位。它会引起负磁阻效应，并导致霍尔实验中测得的载流子密度被低估。
2020-12-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Spin Hall effect in a system of Dirac fermions in the honeycomb lattice with intrinsic and Rashba spin-orbit interaction
我们考虑了石墨烯晶格中无质量狄拉克费米子系统的自旋霍尔效应。两种类型的自旋-轨道相互作用，有关的石墨烯晶格，被考虑在内-的内在和Rashba条款。在理想晶格的假设下，计算了自旋霍尔电导率的拓扑贡献。当这两种相互作用存在时，它们的相互作用被证明会导致自旋霍尔电导率对费米能级的依赖性的一些特殊性。
2009-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Quantum Anomalous Hall Effect in the Kagome Lattice Cs2LiMn3F12
在kagome晶格中，由于铁磁有序和内禀自旋-轨道耦合产生的交错磁通量可以打破时间反演对称性，从而产生多个分离的非平凡Chern带和内禀量子反常霍尔效应.基于这一思想和从头计算，我们提出了通过改变Cs_2LiMn_3F_12单晶（001）面的载流子覆盖率，在单层Cs_2Mn_3F_12 kagome晶格中实现本征量子反常霍尔效应，其带隙约为20 meV.此外，基于面内ddσ反键态建立了一个简化的紧束缚模型，以理解体系的拓扑能带结构.
2015-10-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Maximizing intrinsic anomalous Hall effect by controlling the Fermi level in simple Weyl semimetal films
本文通过制备 EuCd$_2$Sb$_2$ 单晶薄膜调控费米能级，结合第一性原理计算，证明内禀反常霍尔效应对载流子密度呈尖锐峰依赖，从而实现其最大化。
2022-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Observation of intrinsic inverse spin Hall effect
报道了在10 K样品温度下，在未掺杂GaAs多量子阱中观察到的本征逆自旋霍尔效应。利用量子干涉原理，用一对激光脉冲注入瞬态弹道纯自旋电流。通过对纯自旋流动力学的时间分辨，推导出了动量弛豫时间，从而确定了电子与空穴散射时间的下限。同时也解决了纯自旋电流通过逆自旋霍尔效应产生的横向电荷电流。我们发现，电荷电流产生之前的第一个电子-空穴散射事件。在无散射的弹道输运机制中产生的横向电流为内禀逆自旋霍尔效应提供了明确的证据。
2011-03-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Sign Changes of Intrinsic Spin Hall Effect in Semiconductors and Simple Metals: First-Principles Calculations
利用第一性原理计算研究了半导体和简单金属中的自旋霍尔效应。我们发现，在实际材料中，本征自旋霍尔电导（ISHC）表现出丰富的符号变化，这可以用来区分这种效应与非本征效应。计算得到的n型GaAs中的ISHC与实验结果吻合较好，且与由非本征效应得到的符号不同。另一方面，在W和Au中的ISHC，其分别显示相反的符号，是鲁棒的，并且对无序不敏感。
2006-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Normal and intrinsic anomalous Hall effect in Nb1-yFe2+y
本文研究了Nb_（1-y）Fe_（2 +y）系列样品的霍尔效应。正常和异常的贡献，观察到正正常霍尔效应在高温下占主导地位。一致的异常贡献的分析是唯一可能的富铁Nb 0.985 Fe 2.015具有铁磁基态。在这里，一个积极的正常霍尔系数被发现在所有的温度与适度的最大值在自旋密度波过渡。反常的霍尔效应与本征（贝里相）贡献一致，本征贡献在有序温度TC以下是恒定的，在TC以上连续消失。对于化学计量的NbFe 2和富Nb的Nb 1.01 Fe 1.99-都具有自旋密度波基态-霍尔电阻率的额外贡献阻碍了完整的分析，并表明需要更复杂的模型的异常霍尔效应在巡回反铁磁体。
2012-05-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Universal Intrinsic Spin-Hall Effect
我们描述了半导体自旋电子学中的一种新效应，它导致顺磁自旋轨道耦合系统中的无耗散自旋电流。我们认为，在一个高迁移率的二维电子系统与大量的Rashba自旋轨道耦合，一个自旋电流，垂直于充电电流是内在的。在两个自旋轨道分裂带都被占据的通常情况下，自旋霍尔电导率具有普适值。
2004-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Infrared anomalous Hall effect in SrRuO$_3$: Evidence for crossover to intrinsic behavior
在许多巡回铁磁体的霍尔效应的起源仍然没有解决，从样品磁化，可以表现出外在或内在的行为的异常贡献。我们报告的第一个中红外（MIR）测量复杂的霍尔（$θ_H$），法拉第（$θ_F$），和克尔（$θ_K$）角，以及霍尔电导率（$σ_{xy}$）在SrRuO $_3$膜在115-1400 meV的能量范围。探讨了磁场、温度和频率对霍尔效应的影响。MIR磁光响应显示出非常强的频率依赖性，包括符号变化。低于200毫电子伏，MIR $θ_H (T)$改变120和150 K之间的符号，在直流霍尔测量观察到。高于200毫电子伏，$θ_H$的温度依赖性是类似的直流磁化和测量是在良好的协议与预测从带计算的固有异常霍尔效应（AHE）。测得的霍尔效应的温度和频率依赖性表明，而高于200毫电子伏的行为是一致的内在AHE，外在AHE在较低的能量响应中起着重要的作用。
2009-10-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic Valley-Related Multiple Hall Effect in 2D Organometallic Lattice
二维晶格中的谷相关多重霍尔效应是凝聚态物理和材料科学中的一种基本输运现象。到目前为止，大多数实现它的建议仅限于玩具模型或外在效果。本文基于紧束缚模型和第一性原理计算，在NbTa-苯二维金属有机晶格中发现了本征谷相关多重霍尔效应。在时间反转对称性和反转对称性破缺的保护下，NbTa-苯在导带和价带中自发地表现出大的谷极化，保证了反常的谷霍尔效应。同时，由于交换作用和强的自旋轨道耦合，本征带反转发生在一个谷处，保证了谷极化的量子反常霍尔效应，从而在自然界中呈现出异常的谷相关多重霍尔效应。另外，通过应变工程，可以使其转变为具有铁谷效应或量子反常霍尔效应的相。这些见解不仅对谷相关物理学的基础研究有用，而且还使广泛的新型器件应用成为可能。
2021-10-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic spin Hall effect in platinum metal
用第一性原理相对论能带计算方法研究了金属Pt中的自旋霍尔效应。结果表明，低温下自旋霍尔电导（SHC）为$\sim 2000 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$，室温下下降到$\sim 200 (\hbar/e)(Ω{\rm cm})^{-1}$.这是由于双简并$d$带在费米能级附近的高对称性$L$和$X$点的自旋轨道分裂的共振贡献。通过用有效哈密顿量模拟这些近简并态，我们发现SHC在费米能级附近有一个峰值，杂质散射引起的顶点修正消失。因此，我们认为，大自旋霍尔效应实验观察到的铂是本征性质。
2008-02-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large intrinsic anomalous Hall effect in half-metallic ferromagnet Co3Sn2S2 with magnetic Weyl fermions
磁性材料中反常霍尔效应（AHE）的起源是凝聚态物理中最有趣的问题之一，长期以来一直存在争议。最近的研究表明，内禀AHE与占据电子态的Berry曲率密切相关。在时间反演对称性破缺的磁性Weyl半金属中，Weyl节点附近的Berry曲率对AHE有重要贡献，这将导致大的内禀AHE。本文报道了半金属铁磁体Co_3Sn_2S_2单晶中的大的本征AHE。通过对Co_3Sn_2S_2的电子结构的理论和实验研究，我们认为大的本征AHE应该来源于费米能级附近的Weyl费米子。此外，本征反常霍尔电导率线性依赖于磁化强度，这可以归因于磁化强度的急剧下降和拓扑特征的变化。
2017-12-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Spin-orbit coupling and perpendicular Zeeman field for fermionic cold atoms: observation of the intrinsic anomalous Hall effect
提出了一种利用原子与激光场的耦合，在简谐势阱中同时产生Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的方案. Rashba自旋轨道耦合和垂直塞曼场的实现为利用冷费米子原子探索许多拓扑现象提供了机会。我们专注于本征反常霍尔效应，并表明，它可以通过观察到的原子密度的谐振子陷阱的旋转的响应。
2010-09-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Intrinsic Second-Order Anomalous Hall Effect and Its Application in Compensated Antiferromagnets
在物理学研究中，纯粹是物理系统固有的响应性质是至关重要的，因为它们探测能带结构的基本性质，并允许定量计算和与实验进行比较。对于磁体中的反常霍尔输运，本征效应可以出现在所施加的电场的第二阶。我们发现，这种本征的二阶反常霍尔效应与一种本征的能带几何性质--动量空间中的Berry连接极化率（BCP）的偶极矩有关。该效应具有标度关系和对称性约束，与先前研究的外部贡献不同。特别地，在具有$\mathcal{PT}$对称性的反铁磁体中，本征效应占主导地位。结合第一性原理计算，我们展示了第一个定量评估的效果在反铁磁体Mn $_{2}$ Au。我们表明，BCP偶极子和由此产生的固有的二阶电导率是明显的带附近的简并。更重要的是，内禀响应对Néel矢量取向具有$2π$周期性的敏感依赖性，这为$\mathcal{PT}$不变反铁磁体中磁序的电检测提供了新的途径。
2021-07-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Theory of Large Intrinsic Spin Hall Effect in Iridate Semimetals
我们从理论上研究了在铱酸盐或更广泛的具有强自旋轨道耦合的5d过渡金属氧化物中产生大的内禀自旋霍尔效应的机制。我们证明了这种可能性，以正交钙钛矿铱酸盐的非对称晶格对称性，SrIrO $_3$，这是一个三维的半金属节线光谱的例子。结果表明，大的内禀自旋霍尔效应是通过节线周围的近简并电子谱产生的自旋Berry曲率而产生的。这种效应存在，即使当节点线轻轻地缺口了，由于持久的近简并电子结构，表明一个独特的鲁棒性。自旋霍尔电导率的大小被证明是最有名的例子，如掺杂的拓扑绝缘体和最大的任何过渡金属氧化物。为了获得更深入的了解，我们计算了体和薄膜系统的本征自旋霍尔电导率。我们发现，在薄膜的几何限制导致显着的修改的电子状态，导致更大的自旋霍尔电导率在某些情况下。我们比较了我们的研究结果与最近的实验报告中发现的大自旋霍尔效应在SrIrO $_3$薄膜。
2017-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Intrinsic nonlinear thermal Hall transport of magnons: A Quantum kinetic theory approach
基于量子动理论框架，揭示了由量子度规引发且不依赖散射时间尺度的本征非线性玻色热流，并证明其在无DMI相互作用的二维铁磁蜂窝晶格拓扑磁子中占主导，为量子磁子学实验提供理论指导。
2023-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Giant intrinsic spin Hall effect in the TaAs family of Weyl semimetals
自发现以来，拓扑绝缘体由于其表面态携带的自旋电流具有自旋-动量锁定效应，被认为是理想的自旋电子材料。然而，体掺杂问题仍然是阻碍此类应用的障碍。在这项工作中，我们预测，一个新发现的家庭的拓扑材料，外尔半金属，表现出大的内在自旋霍尔效应，可用于产生和检测自旋电流。我们的$ab~initio$计算揭示了一个大的自旋霍尔电导率，是可比的$4d$和$5d$过渡金属。自旋霍尔效应本质上来源于Weyl半金属的体能带结构，它表现出大的Berry曲率和自旋-轨道耦合，因此拓扑绝缘体中的体载流子问题自然避免。我们的工作不仅为外尔半金属在自旋电子学中的应用铺平了道路，而且为在各种拓扑材料中寻找自旋霍尔效应提供了新的指导。
2016-08-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic Magnetoelectric Hall Effect from Layer-Orbital Quantum Geometry
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）
研究揭示了层-轨道量子几何如何产生内在磁电Hall效应，该效应与电场和磁场成双线性关系，且在非磁性系统中可出现，为Hall输运提供了新机制。
2026-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
