Characteristics of Chiral Anomaly in View of Various Applications
鉴于近年来手征反常在粒子物理以外的各个领域的应用,本文讨论了手征反常的一些基本方面,这也有助于加深我们对手征反常在粒子物理中的理解。它首先表明,Berry的相位(及其推广)的Weyl模型$H =v_{F} \vecσ\cdot \vec{p}(t)$假设在精确的绝热极限,但偏离它的绝热极限和消失在有界$|\vec{p}(t)|$的$\vec{p}(t)$的傅里叶变换的高频极限的一个π形式。与Berry相的非绝热极限相一致的有效作用量与Bjorken-Johnson-Low处方相结合,给出了正常的等时时空双折射,没有手征反常。与此相反,在动量空间原点有一个标量的有效作用量,它在精确的绝热极限下描述了贝里相位,但在绝热极限外失败,给出了反常的时空标量和协变反常的规范流。我们认为这种异常现象是假设的双折射的产物,而不是贝里相位的结果。对于最近在凝聚态和核物理中应用手征反常来描述有效Weyl费米子的问题,我们指出,与通常的假设相反,对于有限的晶格间距,每个种类的加倍子的手征反常分别为零.相反,一般形式的对创建与有限深度的狄拉克海的频谱流发生。这一观点得到了金斯帕格-威尔逊费米子的支持,它定义了一个在格点上没有倍增器的单一外尔费米子,并给出了一个定义良好的指数(异常),即使是有限的格点间距。
2018-01-11 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Pancharatnam-Berry phase and kinetic magnetoelectric effect in a three-dimensional helical crystal (Te)
我们研究了三维导体中的动力学磁电效应(包括轨道和自旋贡献的电流感生磁化),特别是p掺杂三角碲的情况。我们包括内在和外在的贡献的效果,这源于晶体的能带结构,并从无序散射,分别。具体而言,我们确定碲中的空穴掺杂的动力学磁电响应的依赖关系,并表明,本征和非本征效应占主导地位的低和高水平的掺杂,分别。这项工作的结果意味着,三维螺旋金属是有前途的自旋电子学应用,特别是,他们可以提供强大的控制电流感应的磁矩。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall
Berry Curvature, Triangle Anomalies, and the Chiral Magnetic Effect in Fermi Liquids
在三维费米液体中,费米面附近的准粒子可能具有Berry曲率。我们表明,如果贝里曲率有一个非零通量通过费米面,与此费米面的粒子数有一个三角形异常在外部电磁场。我们将展示如何修改朗道的费米液体理论,考虑到贝里曲率。我们表明,贝里曲率通量也会出现“手征磁效应”。
2012-11-07 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Singular nonlinear response in metals due to divergent Berry curvature: application to magneto-resistance in metals with type-II Weyl nodes
金属的物理性质通常由组成费米面(FS)的电子的贡献之和给出,因此,电子能带和布洛赫函数的精细结构经常被FS上的积分所掩盖。因此,通常,电子能带中的奇异结构往往不能反映到宏观量中。在这项工作中,我们研究的异常相关的磁阻金属与II型外尔节点接近FS,并发现异常相关的电流增加发散,显示出一个奇异的结构。对一个具有多个Weyl节点的简单模型的详细分析表明,对磁阻的贡献主要由Weyl节点附近的电子决定;这与电流由Berry曲率的平方给出的事实有关,这增强了Weyl节点周围电子的贡献。上述结果潜在地允许在没有整个能带结构的精确信息的情况下估计异常感应电流。
2018-07-21 cond-mat.mes-hall
Berry Phase Physics in Free and Interacting Fermionic Systems
Berry相在许多多体系统的非平凡现象中起着重要的作用。本论文主要研究由于粒子动量的变化而产生的Berry相,并研究它在自由和相互作用费米子系统中的作用。首先,我们回顾了半经典动力学理论与贝里相位的非相互作用的费米子系综-贝里费米气体-这可能是远离平衡。我们特别回顾了著名的Berry相位对反常霍尔电流的贡献。然后,我们提供了一个具体的和一般的路径积分推导的半经典理论。然后我们转向具体的例子外尔费米子,它表现出深刻的手征反常的量子现象,我们回顾了这种量子效应,及其密切相关的手征磁效应和手征涡旋效应,在半经典动力学理论中的Berry相位。我们还讨论了如何洛仑兹对称性的动力学理论的Weyl费米子,违反了贝里相位项,实现非平凡的,我们提供了一个物理解释,这种非平凡的实现,并讨论其数学基础维格纳翻译。接下来,我们转向相互作用的费米子系统。我们认为费米液体接近平衡,并提出了贝里费米液体理论-扩展朗道费米液体理论纳入贝里相(和其他)的影响。在我们提出的Berry费米液体理论中,我们可以证明Berry相是一种费米表面性质,不受相互作用的影响。但也出现了新的影响,从相互作用,最显着的出现电偶极矩,除了通常的贝里相位贡献的异常霍尔电流的贡献。在非常一般的假设下,我们从量子场论证明了我们提出的Berry Fermi液体理论到Feynman图展开的所有阶。
2017-06-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological central charge from Berry curvature: gravitational anomalies in trial wavefunctions for topological phases
我们表明,拓扑相的拓扑中心荷可以直接从表面上的系统的基态波函数作为表面上的度量的绝热变化所产生的Berry曲率,至少增加了另一个拓扑不变量,在某些情况下出现。对于由共形场论(CFT)中的共形块(手征关联函数)给出的试验波函数,我们使用广义屏蔽假设解析地进行了这种计算。拓扑中心荷被发现是在建设中使用的基础CFT,如预期的。计算利用了手征CFT中的引力异常。同时还表明,霍尔电导率也可以用类似的方法从U($1$)规范反常中得到。
2015-04-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Berry Fermi Liquid Theory
我们将朗道费米液体理论推广到具有非平凡Berry曲率的相互作用费米子系统。我们提出了一个动力学方程和本构关系的电磁电流,共同编码的线性响应,这样的系统外部电磁扰动,领先和下一个领先的订单在扩展的频率和波数的扰动。我们分析了一大类相互作用量子场论中的费曼图,并表明,在对微扰论中的所有阶次求和后,电流-电流相关器与动力学理论的结果完全匹配。
2019-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Chiral anomaly induced nonlinear Hall effect in multi-Weyl semimetals
在实验上实现之后,Berry曲率偶极子(BCD)诱导的非线性霍尔效应(NLHE)引起了凝聚态物理学界的极大兴趣。本文研究了另一类霍尔效应,即多外尔半金属(mWSM)中手征反常诱导的非线性霍尔效应(CNHE)。与BCD诱导的NLHE相反,CNHE的出现是由于手征反常和非平凡Berry曲率引起的反常速度的共同作用。利用弛豫时间近似下的半经典Boltzmann理论,我们证明了与手征反常引起的线性霍尔效应相反,CNHE的大小随拓扑电荷n的增加而减小.有趣的是,我们发现与n=1的情况不同,CNHE在不同的平面上有不同的行为。我们对CNHE在mWSM中的行为的预测可以直接在实验中检查。
2021-04-30 cond-mat.mes-hall
Emergent Weyl Nodes and Berry Curvature in Bose Polarons via $p$-Wave Feshbach Coupling
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Nishina Center(理化学研究所西村中心);Quark Nuclear Science Institute, The University of Tokyo(东京大学夸克核科学研究所);Kochi University(高知大学);The Open University of Japan(日本开放大学)
研究通过p波费什巴赫耦合揭示玻色极子中涌现的韦尔节点及其带来的非零伯瑞曲率,以及电荷杂质伴随的旋磁异常现象。
2026-04-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Kinetic derivation of generalized phase space Chern-Simons theory
研究了由相空间Berry曲率引起的反常输运现象。为此,我们建立了一个动力学理论在$2d$相空间时,所有的阿贝尔Berry曲率是非零的。我们通过计算相空间坐标的泊松括号的完全形式导出反常电流。然后,我们建立了低能有效理论来再现由动力学理论得到的反常电流。这种有效的理论由$1+2d$维的陈-西蒙斯理论给出。本文还讨论了Chern-Simons理论的一些意义。
2017-04-03 cond-mat.mes-hall hep-th
Quantum Kinetic Theory of the Chiral Anomaly
我们提出了一个一般的量子动力学理论的弱无序晶体中的低场磁输运,充分考虑电场诱导的带间相干性,布洛赫态散射,和外部磁场之间的相互作用。我们推导的布洛赫态密度矩阵的量子动力学方程自然地包含了动量空间的Berry相位效应,其对布洛赫态波包动力学的影响通常以特设的方式纳入输运理论。我们的理论将半经典波包动力学中存在的外磁场对动量空间态密度的Berry相位修正作为对磁场的内禀密度矩阵响应。我们提出了一个简单的和一般的程序扩展的布洛赫态密度矩阵的线性响应的磁场的幂的电场。作为一个例子,我们将我们的理论应用于外尔半金属的磁输运。我们表明,手征异常(正磁导率二次磁场),出现时,单独的费米面口袋周围不同的外尔点生存时,只有谷间散射是非常弱的intravalley散射。
2017-12-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phonon mode splitting and phonon anomaly in multiband electron systems
Institut für Physik, Universität Augsburg(奥格斯堡大学物理研究所);Physics Department, New York City College of Technology, The City University of New York(纽约市立大学纽约城市技术学院物理系)
研究发现多带电子系统中声子耦合导致声子模式分裂及拓扑异常,揭示了声子电流对电子手性和拓扑结构的探测作用。
2026-03-10 cond-mat.mes-hall
Chiral Kinetic Theory
我们推导了描述手征无质量粒子运动的非平衡动力学方程,在该方程中,手征无质量粒子的运动可以被经典地考虑。我们证明了由于能级交叉而出现在动量空间原点的Berry介子是手征磁效应和涡旋效应的原因。
2012-07-03 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Conformal anomaly and helicity effects in kinetic theory via scale-dependent coupling
我们修改了无质量费米子的动力学理论,将共形异常的影响。工作在无碰撞制度,我们通过动量依赖的电耦合模拟共形异常。在这个处方中,共形异常导致在动量空间中类似于与轴向异常相关的Berry相位的刺猬状结构。轴向异常和共形异常之间的相互作用产生轴向电流,与电磁背景的螺旋度流成比例。相应的电导率由狄拉克锥尖和费米面之间的电耦合决定。
2020-10-05 cond-mat.mes-hall hep-th
Chiral Anomaly and Classical Negative Magnetoresistance of Weyl Metals
我们考虑了一类Weyl金属的经典磁电阻,其中电子费米面具有非零的Berry曲率通量。这样的系统可以表现出大的负磁阻,其具有作为电场和磁场之间的角度的函数的不寻常的各向异性。在这种情况下,该系统可以支持新型的等离子体波。这些现象是电子输运理论中手征反常的结果。
2012-06-07 cond-mat.mes-hall
A Semiclassical Kinetic Theory of Dirac Particles and Thomas Precession
本文用矩阵微分形式方法研究狄拉克费米子的动力学理论。它是基于辛形式的狄拉克方程的正能量解的半经典波包建立。一个令人满意的定义的分布矩阵元素的基础上工作的螺旋度是对角的,这也是需要达到无质量的限制。我们表明,运动学托马斯进动修正可以直接研究在这种方法。它的贡献与贝瑞规范场相等。事实上,在运动方程中,它消除了由贝里规范场产生的项。
2015-08-04 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Field-induced Berry connection and planar Hall effect in tilted Weyl semimetals
提出了在面内磁场和电场共同作用下,倾斜Weyl半金属中的线性和非线性平面霍尔效应,其中场致Berry连接(FBC)起关键作用.我们表明,PHE归因于量子度规,不同于众所周知的手征异常诱导PHE所产生的Berry曲率。用倾斜矢量描述模型,证明了倾斜方向对线性和非线性板式换热器的约束。线性PHE是由能带拓扑性质决定的内禀PHE,而非线性PHE是外禀PHE。预测的线性和非线性PHE是固有的不同于别人,并可能揭示了更深层次的理解倾斜外尔半金属的输运性质。
2023-03-07 cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly and internode scatterings in multifold semimetals
本文推导多重节点半金属的手征电导率通式,区分两类赝自旋共轭节点,并应用于三重点与RSW节点,揭示手征反常及节点间散射效应。
2025-06-10 cond-mat.mes-hall hep-th quant-ph
Topology of Generalized Spinors and Chiral Anomaly
具有非线性色散的外尔费米子已经出现在实际系统中,例如外尔半金属和拓扑绝缘体。我们考虑Dirac算子的最一般形式,并通过热核研究其在手征反常、指数定理和奇维配分函数中的拓扑性质。我们发现,所有这些拓扑量的增强由狄拉克算子在动量空间中定义的缠绕数,而不管时空维度。特别是$d=3+1$中的手征异常也通过常规的费曼图得到了证实。这些相互关联的结果使我们能够澄清Berry联络的手征反常和Chern数之间的关系,在最近的一些文献中有争议,也导致了Nielsen-Ninomiya定理的紧凑证明。
2019-09-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el hep-th
Topological Concepts for the Weyl Hamiltonians with the Berry Gauge Field
利用相关的格林函数计算了偶数d+1维时空维Weyl Hamilton的缠绕数。结果表明,这些缠绕数导致狄拉克场的发散,因此它们等于单位拓扑荷。证明了绕组数也等于表示为Berry场强积分的陈数。给出了3+1维和5+1维情形的显式计算。这些拓扑不变量的物理系统,如半经典手性动力学理论的相关性进行了讨论。
2014-06-20 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Berry curvature associated to Fermi arcs in continuum and lattice Weyl systems
本文解析研究了晶格外尔半金属中与费米弧相关的表面贝里曲率发散行为,确认其在费米弧末端的1/k^2发散及有限尺寸效应,并揭示其对非线性霍尔效应、马格努斯-霍尔效应和非线性手征反常等输运现象的重要影响。
2023-02-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Pi Berry phase and Zeeman splitting of TaP probed by high field magnetotransport measurements
手征反常引起的负磁电阻和非平凡Berry相是与Weyl费米子拓扑性质相关的两个基本输运性质。本文报道了在高达31 T的磁场中,TaP单晶的量子输运。通过对我们的磁输运数据的分析,我们发现TaP具有Weyl态的特征,包括轻有效准粒子质量,载流子迁移率,以及负的纵向磁电阻。进一步推广了多频率Shubnikov-de Haas(SdH)振荡的Lifshitz-Kosevich公式,并通过量子振荡的直接拟合确定了TaP中多费米口袋Pi的非平凡Berry相位.在高磁场下,我们还探测了塞曼分裂的特征,从中提取了Landé g因子。
2015-07-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the magnetotransport of Weyl semimetals due to the chiral anomaly
研究了电场和温度梯度驱动下Weyl半金属系统的磁导率。为了分析的响应,我们利用的动力学方程与半经典运动方程修改的Berry曲率和轨道磁化波包。除了已知的正二次磁导率外,我们还证明了在有限温度下,由于手征反常,磁导率可以成为磁场的非解析函数,正比于磁场的3/2次方。我们还表明,时间反演对称性破缺的狄拉克锥倾斜的线性磁导率的结果。这是由于一维手性异常的倾斜负责。
2021-02-13 cond-mat.mes-hall
Chiral anomaly in noncentrosymmetric systems induced by spin-orbit coupling
在具有Weyl点对的凝聚态系统中,手征反常现象可能得以实现。在这里,我们表明,手征异常可以实现在不同的非中心对称系统,即使没有Weyl点对时,自旋轨道耦合诱导非零Berry曲率通量通过费米面。这促使凝聚态物质的手征异常被解释为费米面性质,而不是外尔点性质。自旋-轨道耦合诱导的反常再现了手征反常的电荷输运性质,如负纵向磁电阻和Weyl半金属中的平面霍尔效应。由于它是自旋-轨道耦合的起源,它也影响自旋输运,并引起异常诱导的纵向自旋电流和磁自旋霍尔效应,这是在传统的Weyl半金属中不存在的。
2022-05-24 cond-mat.mes-hall
Symmetry and Quantum Kinetics of the Non-linear Hall Effect
我们认为,静态的非线性霍尔电导率总是可以表示为一个矢量在二维和作为一个伪张量在三维独立的微观起源。在具有恒定弛豫率的单带模型中,该矢量或张量与Berry曲率偶极子\cite{Sodemann_2015}成比例。在这里,我们发展了一个量子玻尔兹曼形式的二阶电场。我们发现,除了贝瑞曲率偶极子项,存在额外的无序介导的修正的非线性霍尔张量,具有相同的标度的杂质散射率。这些可以被认为是非线性对应的侧跳和斜散射校正霍尔电导率在线性制度。通过计算二维倾斜狄拉克费米子对非线性霍尔电导率的不同贡献来说明我们的形式主义。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall
A Semiclassical Formulation of the Chiral Magnetic Effect and Chiral Anomaly in Even d+1 Dimensions
根据任意偶数维时空中Weyl哈密顿量的矩阵值Berry规范场强度,引入了一种以自旋指数矩阵为元素的辛形式.适当修改体积形式的定义。给出了一种求外电磁场存在时的路径积分测度和手征电流的简单方法。结果表明,在这种新的方法中,手征磁效应以及手征异常在偶数d+1维直接完成。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
Nonlinear Hall effect in Weyl semimetals induced by chiral anomaly
我们预言了在某些反转对称性破缺的Weyl半金属中存在非线性霍尔效应。当Weyl节点对的能量色散是偏斜的--Weyl锥是“倾斜的”--反常速度和手征反常的协同作用引起非线性霍尔效应。这种霍尔电导率在电场和磁场中都是线性的,并且严重依赖于外尔锥的倾斜。我们还表明,这种效果并不依赖于一个有限的Berry曲率偶极子,相反的内在量子非线性霍尔效应,最近观察到的II型外尔半金属。
2021-01-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the chiral anomaly induced negative magneto-resistance in 3D Weyl semi-metal TaAs
Weyl半金属是石墨烯的三维类似物。根据量子场论,费米能级附近外尔点的出现将引起与手征反常有关的新的输运现象。在本文中,我们报告的第一个实验证据的长期预期的负磁阻产生的手征异常在一个新预测的时间反演不变的Weyl半金属材料TaAs。从非常弱的磁场开始,已检测到清晰的Shubnikov de Haas振荡(SdH)。对SdH峰的分析表明,沿回旋加速器轨道积累的Berry相位为π,表明外尔点的存在。
2015-03-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Chiral kinetic theory of anomalous transport induced by torsion
在扭转的Weyl半金属中,存在两种不同的手征性:i)扭转晶体的坐标空间形状是手征的,ii)动量空间包含手征准粒子。在这里,我们构建了一个一般的动力学理论的反常输运使用相空间(坐标和动量空间相结合)的Berry曲率在Weyl系统的挠率引起的。我们描述了在背景磁场存在下,扭转如何产生手征化学势,从而导致手征磁效应。我们建议测量由扭转引起的CME电流,作为检测坐标空间和动量空间手征之间反常耦合的一种方法。
2021-08-19 cond-mat.mes-hall hep-ph
Chiral anomaly as origin of planar Hall effect in Weyl semimetals
该研究聚焦外尔半金属中的新奇输运效应,揭示手性反常与非平庸贝里曲率可引发平面霍尔效应,通过准经典分析给出两类外尔半金属的可检验实验特征。
2017-09-27 cond-mat.mes-hall
Quantum anomalies in superconducting Weyl metals
本文基于拓扑场论,从理论上研究了超导外尔金属中的量子反常现象。结果表明,超导外尔金属的费米弧和表面Andreev束缚态分别是两种基本现象的表现,即手征反常和类宇称反常。第一个异常是从原始Weyl点周围的Berry曲率继承的,而第二个是超导电性的结果。结果表明,我们的拓扑场论可以很好地描述和预言超导Weyl金属的所有有趣的拓扑行为,无论是结内的FFLO还是结间的BCS对态.
2016-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Anomaly related transport of Weyl fermions for Weyl semi-metals
本文提出了外尔半金属反常输运的场论模型。我们计算了电场、轴向(谷)流和能流中的手征磁场和手征涡旋效应。我们的研究结果与最近在大部分材料中使用动力学理论的分析结果一致。指出在量子场论中,动力学流必须等同于协变流。这些电流是异常的,CME表现为外尔半金属边缘的异常电荷产生/湮灭。我们讨论了一个可能的同时实验测试的手征磁和手征涡效应敏感的温度依赖性引起的重力贡献的轴向异常。
2014-01-28 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Negative Magnetoresistance without Chiral Anomaly in Topological Insulators
拓扑半金属和拓扑绝缘体中的一个有趣现象是当沿电流方向施加磁场时观察到的负磁阻(MR)。对于拓扑半金属中的负磁电阻现象,人们普遍认为是手征反常现象,而对于拓扑绝缘体中的手征反常现象还没有很好的定义。我们利用半经典运动方程计算了三维拓扑绝缘体的磁共振,其中Berry曲率明显地导致了反常的速度和轨道矩。我们的理论结果与实验定量一致。负MR对温度不敏感,并且随着费米能接近带边而增加。轨道矩和g因子对负磁电阻也有重要影响,我们的结果对三维拓扑绝缘体中的负磁电阻现象给出了合理的解释,有助于理解拓扑态物质中的反常量子输运.
2017-10-19 cond-mat.mes-hall
The Hodge structure of Berry-phase transport: topology, geometry, and noise
College of Physics, Jilin University(吉林大学物理学院);Department of Computer Science, University of York(约克大学计算机科学系)
该研究通过霍奇-德拉姆分解将贝里曲率扇区与输运、涨落关联,证明电流噪声谱可双向分离全局带拓扑与局域带几何。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quantum Metric Corrections to Liouville's Theorem and Chiral Kinetic Theory
本文基于 Dirac 括号建立含量子度规准粒子的正则形式,导出其在 $\mathcal{O}(\hbar^2)$ 阶对刘维尔定理和动理学理论的修正,并给出与量子场论一致的非线性手征动理学理论。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el gr-qc
Negative longitudinal magnetoconductance at weak fields in Weyl semimetals
外尔半金属是提供手征反常的凝聚态实现的拓扑材料。正的纵向磁导在磁场中的二次曲线被认为是这种异常的一种诊断。通过解析求解玻尔兹曼方程,我们表明,在实验相关的半经典制度的弱磁场的磁导可以成为负的。这种效应是由于载流子的Berry相和轨道磁矩的同时存在,并且在足够强的谷间散射下发生。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nonreciprocal Acoustic and Optical Phonon Dispersion Mediated by Berry Curvature in Chiral Weyl Semimetals
研究 Weyl 半金属中磁场所致声子色散的非 reciprocal 性,揭示 Berry 曲率对声学和光学声子分布的影响
2025-11-27 cond-mat.mes-hall
Anomaly-induced sound absorption in Weyl semimetals
本文发展了外尔半金属在磁场中吸声的半经典理论。我们着重讨论了这种材料的能带结构中Berry单极子的存在对吸收的贡献,或者说,由于手征反常和手征磁效应对吸收的贡献。声吸收主要来自能量空间中的Weyl节点的运动,与声波的传播相关。我们认为,声磁手征二向色性,这是发生在吸收的声音是不同的相反的传播方向,并为相反方向的磁场,可以是一个明确的探针的带拓扑结构。在时间反演Weyl材料中,与声磁吸收相关的部分在磁场中为负。与正异常相关的传输磁导相比,该效应的符号的差异源于在声音传播问题中没有磁场的情况下谷电化学不平衡的存在。在中心对称的Weyl半金属中,Weyl节点很少,在低频下磁吸收为负,但可以随着频率的增加而改变符号。
2021-04-15 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in the Dirac semimetal PdTe2
报道了狄拉克半金属PdTe $_2$单晶的合成和磁输运测量。在PdTe $_2$中观察到了多频率的de Haas-van Alphen振荡,从中提取出了小的有效质量和非平凡的Berry相位,暗示了Dirac费米子的可能存在.观察到了由手征反常和非平凡Berry相引起的平面霍尔效应和各向异性纵向电阻率,为PdTe $_2$的非平凡性质提供了有力的证据.当温度升高到150 K时,平面霍尔效应仍然存在。实验结果和理论预测之间的不匹配的可能来源进行了讨论。
2018-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Planar Hall effect in Weyl semimetals induced by pseudoelectromagnetic fields
该研究基于手性动力学理论,探究应变外尔半金属中伪电磁场诱导平面霍尔效应等非线性现象的机制,推导磁导率张量表达式,为手性电子学提供新方向。
2023-10-04 cond-mat.mes-hall
Planar Hall effect in the Weyl semimetal GdPtBi
在凝聚态系统中观测到外尔费米子和狄拉克费米子是最重要的发现之一。在极少数可用的工具来表征外尔半金属通过电输运,负磁阻是最常用的。考虑到这种方法的不足,需要新的工具来表征Weyl半金属中的手征异常。我们采用平面霍尔效应作为研究半Heusler Weyl半金属GdPtBi手征反常的有效手段。该化合物在2K和9T下具有1.5mohm cm的大平面霍尔电阻率值。我们的分析表明,所观察到的振幅主要由Berry曲率和手征异常贡献。通过角相关输运的研究,我们建立了GdPtBi与相对较小的轨道磁电阻是一个理想的候选人,以观察大平面霍尔效应。
2018-07-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Magnetotransport in multi-Weyl semimetals: A kinetic theory approach
研究了晶态环境中由一对任意整数电荷的反电荷对($n$)构成的三维多Weyl半金属中的纵向磁输运性质,其中包括$n=1,2$和$3$.对于任何$n>1$,即使潜在的Berry曲率的分布是各向异性的,相应的纵向磁导率(LMC)的本征分量,轴承的手征异常的签名,是不敏感的外部磁场($B$)的方向和增加$B^2$,至少当它是足够弱(半经典制度)。此外,LMC可按$n^3$的比例缩放,并带有电荷。我们证明了这些结果的两个不同的情况下,即当粒子间的碰撞在Weyl介质中有效地描述(a)一个单一的和(b)两个(对应于谷间和谷内)散射时间。在前一种情况下,手征反常对LMC的贡献与非反常贡献密不可分,而在后一种情况下,这两种贡献具有不同的时间尺度。特别是对于足够大的谷间散射时间的LMC是占主导地位的异常的贡献,所产生的手性异常。在最近提出的候选材料中可以观察到LMC的预测缩放和手性异常的签名,在各种固态化合物中容纳多Weyl半金属。
2019-01-25 cond-mat.mes-hall hep-th
Chiral anomaly induced nonlinear Nernst and thermal Hall effects in Weyl semimetals
外尔半金属中的手征反常或Adler-Bell-Jackiw反常对电子输运行为有重要影响,在电磁规范场存在下,手征反常可导致显著的纵向或平面电输运和热电输运现象.这些现象是在平行电场($\mathbf{E}$)和磁场($\mathbf{B}$)($\mathbf{E \cdot B }\neq 0$)或$(\mathbf{B \cdot \nabla }T\neq 0)$($\mathbf{\nabla}T$是热梯度)存在下由手性异常诱导的不平衡手性电荷和能量的结果。在这里,我们提出了另外两个有趣的输运性质,即非线性平面能斯特效应和非线性平面热霍尔效应诱导的手征异常的存在下,$\mathbf{B \cdot \nabla}T\neq 0$在WSM。利用半经典玻尔兹曼输运理论,导出了手征反常引起的非线性能斯特和热霍尔输运系数的解析表达式,并讨论了它们之间在非线性区域的基本数学关系。本文所得到的公式与最近对Berry曲率偶极子引起的非线性反常电效应和热电效应的理论预测是一致的。此外,与最近的工作相比,通过利用具有内禀手征化学势的格点Weyl哈密顿量,我们发现在时间反演和反转破缺的WSM中,手征反常诱导的非线性平面效应甚至可以存在于一对相对倾斜或非倾斜的Weyl锥中.因此,手征异常引起的非线性平面效应连同相关的参数依赖性预测在这里是可能的,在现实的WSM在实验中实现。
2022-03-27 cond-mat.mes-hall
Chiral Anomaly and Second Harmonic Generation in Weyl Semimetals
研究了时间反演对称性破缺的中心对称Weyl半金属中的二次谐波。利用电子分布函数的动力学方程方法,计算了外加恒定磁场时传播电磁场倍频时的电流密度。结果表明,手征反常对二次谐波的贡献在最低阶与外加磁场成线性关系。讨论了手征反常超过洛伦兹型贡献时的极限。
2016-12-22 cond-mat.mes-hall
Semiclassical theory of the photogalvanic effect in non-centrosymmetric systems
本文发展了非中心对称介质中非线性输运和光电流效应的半经典理论。我们表明,在半经典动力学方程的电子运动与Berry曲率和侧跳的条款产生的直流电流的AC电场的振幅的平方。我们表明,圆形的光电流效应是由这些条款相比,线性光电流效应和非线性I-V特性,主要是由斜散射机制。此外,计算了Berry曲率对磁场感生光电流效应的贡献。
2009-04-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall
Chiral Anomaly Induced Transverse Planar Transport Phenomena in Three Dimensional Spin-Orbit Coupled Metals
Clemson University(克莱姆森大学);Indian Institute of Technology Delhi(德里印度理工学院)
研究三维自旋轨道耦合金属中手征反常诱导的线性和非线性横向平面输运(霍尔和能斯特系数),发现输运系数的独特角度依赖、磁场标度行为及指数温度依赖,导致低温下莫特关系破坏。
2026-06-24 cond-mat.mes-hall
Nonlinear Chiral Transport Phenomena
本文研究了相对论手征物质对电场、温度梯度、化学势梯度、${\bf \nabla} T$和${\bf \nabla} μ$等外场的非线性响应。利用弛豫时间近似下的Berry曲率修正的动力学理论,计算了在通常的手性对称物质中被禁止而在手性非对称物质中被宇称允许的可能的新电流的输运系数.特别是,我们发现了一种新型的电流成正比的${\bf \nabla} μ\times {\bf E}$由于Berry曲率和碰撞的影响之间的相互作用。我们还得到了一个类似的“Wiedemann-Franz”法律特定的异常非线性输运的相对论手性物质。
2016-03-11 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Effect of interactions on the quantization of the chiral photocurrent for double-Weyl semimetals
圆形光电流效应(CPGE)是响应于所施加的交流电场而在光学活性材料中产生的光电流,并且其根据入射圆偏振光的手性而改变符号。它是一个非线性的直流电流,因为它是二阶在所施加的电场,并为一定范围的低频,采取了一个量化值成比例的拓扑电荷的系统,这是一个源的非零贝里通量。我们表明,对于一个非相互作用的双Weyl节点,CPGE是成比例的两个量子的Berry通量。在研究短程哈伯德相互作用的效果高达一阶修正,我们发现,这种量子化被破坏。这意味着不像带隙相中的量子霍尔效应或场论中的手征反常,拓扑半金属中CPGE的量子化不受保护。
2020-05-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Nonlinear chiral kinetic theory
本文从量子场论推导出含非线性量子修正的手征动理学理论,验证了磁-涡耦合诱导电荷的非耗散性,证明其与单圈 Euler--Heisenberg 有效理论一致以暗示迹反常,并论证了点分裂正则化的适用性。
2023-11-22 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Theory of nonlinear Hall effects: renewed semiclassics from quantum kinetics
我们提出了一个修改后的玻尔兹曼非线性电输运框架,它不同于线性玻尔兹曼形式主义的非线性推广的贡献,没有对应的线性响应。这种贡献来自于散射过程中直流电场的带间相干效应,并且与带间Berry连接有关。作为应用,我们在倾斜质量Dirac模型的二阶非线性霍尔效应中证明了它。直观的玻尔兹曼结构证实了量子动力学理论,这表明,任意$n$第三阶非线性直流响应的前三个领导的贡献,在弱无序势是由相同的几个规范不变的半经典成分。
2019-09-28 cond-mat.mes-hall
Chiral anomalies in 3D spin-orbit coupled metals: electrical, thermal, and gravitational anomaly
本研究发现三维自旋轨道耦合金属中存在电、热、引力三类量子手征反常,其手征电荷转移机制与外尔半金属不同,贝里曲率通量起关键作用,可引发热自旋输运,为相关研究提供新平台。
2023-01-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Chiral magnetic effect in the absence of Weyl node
外尔半金属中的节点通常被认为是手征反常和手征磁效应的起因。采用一个两带晶格模型的线性响应分析,我们表明,外尔节点,从而手征是不需要的CME,而他们仍然是至关重要的手征异常。与反常霍尔效应类似,CME直接由能带的Berry曲率引起,即使在没有来自Weyl节点的能量源的情况下也是如此。因此,CME现象可以在更广泛的材料中观察到。基于这一结果,我们认为三维量子反常霍尔绝缘体中可能出现无节点的CME,但在它们变成金属后,由于反转对称性破缺引起的能带变形.
2015-11-09 cond-mat.mes-hall
High-field magnetoconductivity of topological semimetals with short-range potential
外尔半金属是物质的三维拓扑状态,在某种意义上,它们在动量空间中拥有成对的Berry曲率的单极子和反单极子,导致手征异常。手征反常在平行强磁场中具有正的磁导性或负的磁电阻率。然而,最近的几个实验外尔和狄拉克拓扑半金属显示在高场负的磁导率。在这里,我们研究的Weyl和狄拉克半金属在短程散射势的存在下的磁导率。在沿两个Weyl节点连接方向施加的强磁场中,我们发现沿磁场方向的电导率由费米速度决定,而不是由朗道简并度决定。我们确定了三种情况下,高场磁导率是负的。我们的研究结果表明,高场正磁导率可能不是一个令人信服的签名的手征异常,并将有助于解释最近的实验和早期的理论的不一致性。
2015-06-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Massless multifold Hopf semimetals
本文提出了一类具有线性N重交叉点且充当Berry偶极子源的无质量多重Hopf半金属(MMHSs),构建了其连续和晶格模型,揭示了可调Landau能级、奇函数反常霍尔电导率及偶函数磁电导率等非平凡效应,并由此导出高Hopf数的多能带Hopf绝缘体。
2023-09-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.other