Phenomenological spin transport theory driven by anomalous Nernst effect
近年来，人们从材料研究和结构改进等方面对铁磁金属中的反常能斯特效应进行了研究。在这里，我们发展了一个理论的自旋输运驱动的反常能斯特效应在扩散铁磁/铁磁多层膜。从自旋相关电流的唯象公式出发，导出了反常能斯特效应产生的电压和自旋力矩的理论公式。对于当前可用的实验参数值，通过逆自旋霍尔效应从自旋电流产生的电压的大小为$0.1$ $μ$ V的量级。切换磁化所需的温度梯度远大于典型的实验值。本文还讨论了塞贝克效应和横自旋塞贝克效应的贡献的分离问题。
2016-08-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amorphous Fe-Sn nanofilms for anomalous-Nernst heat-flux sensing
Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）；Graduate School of Engineering, Nagoya Institute of Technology（名古屋工业大学大学院工学研究科）；Quantum-Phase Electronics Center (QPEC) and Department of Applied Physics, The University of Tokyo（东京大学量子相电子中心及应用物理系）；Institute for Materials Research, Tohoku University（东北大学材料科学研究所）；Department of Chemistry, Rikkyo University（立教大学化学系）
本文展示非晶Fe-Sn纳米薄膜结合了大反常能斯特响应和低热导率，实现了0.37 um/A的热通量灵敏度，优于现有非晶和晶态拓扑磁性薄膜。
2026-06-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Observation of the anomalous Nernst effect in altermagnetic candidate Mn5Si3
本研究在外延Mn5Si3薄膜中观测到显著的反常能斯特效应，尽管其净磁化很小，实验系数达微伏每开尔文量级，并通过密度泛函理论计算验证了贝里曲率机制。
2024-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in amorphous Tb-Fe-Co thin films
Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）
研究发现非晶Tb-Fe-Co薄膜中异常纽斯特效应受组分影响显著，通过温度梯度和霍尔效应的叠加实现最大电导性。
2025-12-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Determining Spin Polarization of Seebeck Coefficients via Anomalous Nernst Effect
最近，铁磁导体的Seebeck系数被发现是自旋相关的。然而，精确确定其自旋极化的直接方法仍有待开发。在这里，我们导出了反常能斯特系数与反常霍尔角的线性关系，并得到了Seebeck系数的自旋极化率的相关标度因子，这一结果在[Co/Pt]n超晶格中得到了实验验证.基于这种依赖关系，我们还计算了某些铁磁导体的自旋极化Seebeck系数。此外，我们还发现了一种利用铁磁/超导体混合系统中的温度梯度产生纯自旋电流的新机制，可以提高热能转化为自旋电流的效率。
2015-05-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Proximity-free enhancement of anomalous Nernst effects in metallic multilayers
研究了顺磁性和铁磁性金属交替叠层多层膜的反常能斯特效应。我们发现，ANE的增强与增加的顺磁体/铁磁体接口的数量保持薄膜的总厚度不变，并出现增强，即使在没有磁性邻近效应;类似的行为不仅观察到在Pt/Fe多层膜，但也在Au/Fe和Cu/Fe多层膜免费邻近铁磁性。这种普遍的增强ANE的金属多层膜表明存在非常规的界面诱导的热电转换附着在顺磁体的Fe膜。
2015-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Rashba-driven anomalous Nernst conductivity of lead chalcogenide films
有限Berry曲率$\left(Ω\left(k\right)\right)$的存在导致反常的热效应。本文计算了铅硫族化物（\textit{PbX} ; \textit{X} = S，Se，Te）薄膜中反常能斯特效应$\left(ANE\right) $及其自旋类似物自旋能斯特效应$\left(SNE\right)$的系数。具有大自旋-轨道耦合的窄间隙\textit{PbX}膜（\textit{soc}）提供了显著的Rashba相互作用，其引起$ Ω\left(k\right) $和伴随的异常热行为。在存在温度梯度的情况下，$ ANE $和$ SNE $建立热电流和自旋电流，并且其特征在于它们各自的系数，对于较强的Rashba相互作用获得较高的值。我们进一步表明，由面内电场产生的非本征\textit{soc}提供了一个类似门的机制来控制（和关闭）的异常热电流。最后，我们得出结论，通过推导的$ ANE $驱动的低温卡诺热机的效率，并证明它可以在系统中得到有益的优化与一个强大的固有\textit{soc}导致低载流子有效质量。
2018-01-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Scattering-Independent Anomalous Nernst Effect in Ferromagnets
利用密度泛函理论中的全势线性缀加平面波方法，计算了热电传导张量中与散射无关部分的所有贡献，即本征贡献和侧跳贡献.对于铁磁材料bcc Fe，hcp Co，fcc Ni和L1_0有序合金FePd和FePt，我们对本征和侧跳贡献的能量和温度依赖性的研究表明，它们是同等重要的。总的来说，我们的计算能够正确地再现的数量级和实验测量的信号的符号，这表明散射独立的部分起着重要的作用，在铁磁体的反常能斯特效应。
2013-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Quantitative disentanglement of spin Seebeck, proximity-induced and intrinsic anomalous Nernst effect in NM/FM bilayers
我们发现并研究了Pt/NiFe $_2$ O $_{\textrm{4-x}}$（$4\geq x \geq 0$）双层膜中的热自旋输运现象。我们分离的自旋塞贝克效应产生的电压从异常能斯特效应的贡献，甚至解开的铁磁体（FM）中的固有的异常能斯特效应（ANE）从由Pt产生的ANE，由于其接近FM的自旋极化。此外，我们探测这些影响的电导率和FM膜的带隙能量的依赖关系，从几乎绝缘的NiFe $_2$ O $_4$到金属Ni $_{33}$ Fe $_{67}$。与Pt/NiFe $_2$ O $_{\rm x}$（$x>0$）样品相比，只能在金属Pt/Ni $_{33}$ Fe $_{67}$双层中识别出邻近诱导的ANE。这是通过X射线共振磁反射率的静态磁邻近效应的调查验证。
2017-02-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Modulation of the Nernst Thermoelectrics by Regulating the Anomalous Hall and Nernst Angles
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；Key Laboratory of Magnetic Molecules and Magnetic Information Materials of Ministry of Education & Research Institute of Materials Science, Shanxi Normal University（山西师范大学磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室及材料科学研究所）
研究发现反常能斯特电导率与反常能斯特角和霍尔角之和直接相关，通过调控两者协同作用可优化能斯特热电性能，并在铁掺杂Co3Sn2S2中得到验证。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical Investigation of Anomalous Hall and Nernst Responses in Potassium Tri Vanadium Pentantimonide
基于包含多种相互作用的哈密顿量，理论研究了Kagome金属五锑化三钒钾的反常能斯特与霍尔响应，发现能斯特电导率呈非单调温度依赖性且对化学势高度敏感，并揭示了引入动量空间缠绕后的弱拓扑特征。
2025-10-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Conversion of Heat into Charge Current by the Spin Wave Anomalous Nernst Effect
本文提出了一种新的自旋从温度梯度到横向电压的转变过程，即铁磁金属中的反常能斯特效应。我们报道了在FePt晶态薄膜中，在常规的反常能斯特电压上叠加一个附加电压。局部磁化的动力学由热流调制并激发自旋波。这些通过s-d耦合产生传导电子自旋电流，其沿着温度梯度流动，并且自旋电流通过逆自旋霍尔效应转换为能斯特电压。
2018-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous and Planar Nernst effects in thin-films of half-metallic ferromagnet La2/3Sr1/3MnO3
本文报道了自旋极化La_（2/3）Sr_（1/3）MnO_3外延薄膜的平面能斯特效应和反常能斯特效应。在这种材料中的反常霍尔效应的热对应物（即反常能斯特效应）显示出对任何寄生热梯度的极端敏感性，导致在小温差下的大的不对称电压。在解释高电流密度下操作的纳米结构和器件中的电响应幅度时，应考虑这一点。最后，没有一个观察到的磁热电信号与在这种材料中观察到的自旋塞贝克效应是相容的。
2014-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst Effect in Ferromagnetic Weyl Semimetal
本文通过连续与晶格哈密顿量模型研究铁磁外尔半金属（如 Co3Sn2S2），揭示外尔点处发散贝里曲率可解锁大的反常能斯特电导率，为理解其拓扑热电输运提供理论依据。
2024-06-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall and Nernst Effects in FeRh
具有可调相变的反铁磁体在未来的自旋电子学应用中具有广阔的前景。我们研究了FeRh薄膜的自旋相关输运性质，该薄膜表现出温度驱动的反铁磁-铁磁相变。在MgO（001）衬底上外延生长的FeRh薄膜表现出明显的磁性和电子相变。通过在很宽的温度范围内进行反常霍尔效应和反常能斯特效应的测量，我们证明了热驱动跃迁在相变的两侧表现出明显不同的横向输运。特别地，观察到异常霍尔和能斯特信号的符号变化。
2020-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Hall and Nernst effect from nodal line symmetry breaking in Fe$_2$MnX (X=P,As,Sb)
为了获得大的反常霍尔和能斯特效应，需要在费米能附近有大的贝里曲率。这种Berry曲率可以由Weyl点和有间隙的节线引起。一种可能的机制发生在具有对称群的系统中，其中镜像平面导致受保护的节线结构。当这些镜像对称被打破时，e。G.通过固定磁化方向，前节线中的间隙可以沿着间隙线产生Weyl点和大的Berry曲率。在这项工作中，我们研究了这种效应在一个最小的有效模型，并与真正的正规Heusler化合物Fe $_2$ MnX（X=P，As，Sb）的结果。这些材料在非磁性的情况下有三个镜像平面，导致费米能级附近的三个节线。然而，取决于磁化的方向，一些镜像平面被破坏，并且相应的线被隔开，从而产生大的Berry曲率。由于费米能级位于带隙线附近，这导致了很大的反常霍尔和能斯特效应，在系统中掺杂一点点就可以将其调谐到甚至更高的值。
2018-11-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Non-linear Nernst effect in bilayer WTe$_2$
与传统的（线性）反常能斯特效应不同，非线性反常能斯特效应（NLANE）可以在时间反演对称性破缺的系统中存在.利用半经典玻尔兹曼输运理论，我们导出了非线性反常能斯特系数的一般表达式，作为对外加温度梯度的二阶响应函数。我们发现，非线性能斯特电流，即使在没有磁场的情况下，垂直于温度梯度流动，由于费米面附近的状态的Berry曲率而产生，因此与纯粹的费米面的贡献。我们将这些结果应用到双层WTe $_2$，这是一个反转打破，但时间反演对称的II型外尔半金属支持手性外尔费米子。通过调节自旋-轨道耦合，我们证明了NLANE的符号可以在这个系统中改变。结合角度依赖性，我们计算了双层WTe $_2$中NLANE的温度和化学势依赖性，并预测了可以在实验中检查的特定实验签名。
2019-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unambiguous separation of the inverse spin Hall and anomalous Nernst Effects within a ferromagnetic metal using the spin Seebeck effect
用铁磁金属Co $_{0.2}$ Fe $_{0.6}$ B $_{0.2}$（CoFeB）作为自旋探测器，测量了铁磁绝缘体Fe $_3$ O $_4$上的纵向自旋塞贝克效应.通过在两种材料（Ti）之间使用非磁性间隔物材料，可以使两种铁磁材料去耦，并直接观察从Fe $_3$ O $_4$到CoFeB的纯自旋流。结果表明，在单一铁磁金属中，逆自旋霍尔效应（ISHE）和反常能斯特效应（ANE）可以同时发生，但极性相反。利用这一点以及两个磁体之间矫顽场的巨大差异，可以明确地将自旋塞贝克效应的贡献与ANE分开，并观察每种效应对总响应的贡献程度。这些实验最终表明，ISHE和ANE在CoFeB是不同的起源独立的现象，可以共存于同一种材料中，对热梯度有相反的反应。
2014-07-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect in perpendicularly magnetised τ-MnAl thin films
本文研究了具有垂直磁各向异性的 τ-MnAl 薄膜的反常能斯特效应，发现其在 200 K 和 300 K 下表现出稳健效应且系数与其他垂直磁各向异性薄膜相当，表明该材料在自旋热电子学领域具有应用潜力。
2023-07-07 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculation of anomalous Hall and Nernst conductivity by local Berry phase
在这项研究中，我们实现了一个有限差分算法计算异常霍尔和能斯特电导率。本文根据绝热系统中Berry曲率的表达式[J. Phys. Soc. Jpn. 74 1674（2005）]，我们将该方法扩展到金属系统。计算了二维铁磁材料FeCl $_2$和三维铁磁过渡金属bcc-Fe、hcp-Co和fcc-Ni的反常霍尔电导率和能斯特电导率。我们的结果是可比以前报道的结果计算的Kubo公式或Wannier表示。为了评估异常能斯特系数，需要详细的费米能量依赖的异常霍尔电导率。然而，由于${\boldsymbol k}$空间的狄拉克算符，以往基于Wannier表示或Kubo公式的方法存在数值不稳定性.本方法将开启一个高效的热电材料设计的基础上高通量的第一性原理筛选。
2022-04-12 cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Hall and anomalous Nernst Conductivities in Antiperovskites and their Tunability via Magnetic Fields
反常霍尔电导（AHC）和反常能斯特电导（ANC）是铁磁材料中两种重要的输运现象。基于第一性原理计算，我们计算了35个立方铁磁反钙钛矿（APV）的AHC和ANC，观察到Co 3LiN和Co 3 PtN的巨大AHC和ANC分别高达1128 S/cm和6.27 AK-1 m-1。详细的分析表明，巨ANC的起源可以归因于费米能附近的外尔节点的出现，如Co 3 PtN所示。有趣的是，AHC和ANC的幅度和符号都可以通过改变磁化（M）方向来调节，这可以应用于实现自旋热电子器件。
2021-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Interface-induced enhancement of the anomalous Nernst effect in ferromagnetic Mn$_5$Ge$_3$C$_{0.8}$ films
本文研究了由正常金属薄膜和铁磁Mn $_5$ Ge $_3$ C $_{0.8}$薄膜组成的双层薄膜的反常能斯特效应。用电子束蒸发法和磁控溅射法在Ge（111）衬底上外延生长了Mn $_5$ Ge $_3$ C $_{0.8}$薄膜。反常能斯特系数的大小与生长方法无关。Pt、Ta和Pt/Cu双层已被用作铁磁膜顶部的电压引线。我们发现，正常的金属电极和铁磁膜之间的界面显着贡献的异常能斯特电压是令人惊讶的独立的金属的选择。界面诱导增强的异常能斯特效应被验证为样品具有不同的Mn含量或经历一个额外的退火步骤。结果表明，界面质量对反常能斯特效应的大小有很大的影响。
2019-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Tunable anomalous Hall and Nernst effects in MM'X compounds
基于第一性原理计算，研究了XMnP（X=Ti，Zr，Hf）化合物的反常Hall（AHC）和反常Nernst电导（ANC），并探讨了通过改变磁化方向来调控这些性质的可能性.我们观察到，节线和小间隙区域组成的AHC和ANC的主要贡献，在AHC和ANC的显着变化时，改变磁化方向起源于整个布里渊区。我们的研究为磁性金属间化合物的可调谐横向热电应用提供了一个有希望的线索。
2022-07-07 cond-mat.mtrl-sci
Ternary-composition tuning of the anomalous Nernst effect in amorphous-like Gd-Co-Pt films
Toyota Technological Institute（名古屋工业大学）
通过调控Gd-Co-Pt三元非晶薄膜的组分，实现了反常能斯特效应的符号反转和热通量灵敏度优化，将ANE材料设计从二元合金拓展至三元组分工程。
2026-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Maximizing bipolar sensitivity for anomalous Nernst thermopiles in heat flux sensing in amorphous GdCo alloys
本研究针对热流传感器理想材料的多维度需求，探究非晶亚铁磁GdCo合金的反常能斯特效应，发现其兼具大横向塞贝克系数、低热导率等多项优势，为热流传感技术发展提供了有潜力的候选材料。
2024-05-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Enhanced anomalous Nernst effects in ferromagnetic materials driven by Weyl nodes
基于高通量的第一性原理计算，我们计算了266种过渡金属基铁磁化合物的反常霍尔和反常能斯特电导率.基于对称性和Berry曲率的详细分析表明，异常Hall/Nernst电导率的奇异行为的起源可以主要归因于位于费米能附近的Weyl节点或节点线的出现，这可以通过外部刺激如双轴应变和磁场进一步定制。此外，通过自动构建Wannier函数，成功率为92%，这为使用Wannier插值进行诸如输运性质的物理性质的精确高通量评估铺平了道路
2021-05-31 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst and spin Nernst effects in noncollinear antiferromagnets Mn$_3X$ ($X$ = Sn, Ge, Ga)
非共线反铁磁体近年来引起了人们极大的兴趣，部分原因是它们的反常霍尔效应（AHE）的发现，部分原因是它们在反铁磁自旋电子学中有着广阔的应用前景。本文采用基于{ \it ab initio}相对论能带结构计算的Berry相理论，研究了非共线反铁磁Mn $_3X$（$X$ = Sn，Ge，Ga）中的反常能斯特效应（ANE）、自旋能斯特效应（SNE）、自旋霍尔效应（SHE）和AHE。为了比较，我们还计算了铁磁体的反常能斯特电导率（ANC）和反常霍尔电导率（AHC）以及铂金属的自旋能斯特电导率（SNC）。值得注意的是，在室温（300 K）下计算出的所有三种合金的ANC都很大，比铁大5倍。此外，Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ga的计算SNC也大，与铂的SNC一样大。这表明，这些反铁磁体将是有用的材料，热电子器件和自旋热电子器件。Mn、$_3$、Sn和铁的ANC计算值与最近的实验值相当吻合。计算出的铂的SNC在符号和幅度上也与最近的实验一致。计算的热电和热磁性质的能带结构以及能量依赖的AHC，ANC，SNC和自旋霍尔电导率通过莫特关系进行了分析。
2019-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Universal Scaling Behavior of Anomalous Hall Effect and Anomalous Nernst Effect in Itinerant Ferromagnets
本文研究了铁磁金属中的反常霍尔效应和反常能斯特效应，对它们的起源有了统一的认识。我们显示了一个普遍的标度行为的异常霍尔电导率$σ_{xy}$作为纵向电导率$σ_{xx}$的函数超过五个数量级，这是很好地解释了最近的理论的AHE考虑到内在和外在的贡献。ANE与AHE密切相关，并为我们提供了更多关于巡游铁磁体低温电子态的信息。横向Peltier系数$α_{xy}$的温度依赖性在各种铁磁体中表现出几乎相似的行为，并且这种行为与Mott规则的预期定量一致。
2006-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst Effect in Nonmagnetic Nodal Line Semimetal PbTaSe$_2$
PbTaSe $_2$是一种独特的拓扑材料，在较低温度/压力的“L”相和较高温度/压力的“H”相之间的结构转变处，节线的数量预计会发生变化。本文报道了由节线的Berry曲率引起的反常能斯特效应及其随结构转变的变化。在L相中，能斯特系数（$S_{yx}$）呈现阶梯状的磁场依赖关系，类似于狄拉克/外尔半金属的反常能斯特效应.通过施加静水压力，我们发现异常分量的振幅在向H相转变时显著减小，这可能对应于节线结构的部分湮灭。
2021-12-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Large asymmetric anomalous Nernst effect in the antiferromagnet SrIr$_{0.8}$Sn$_{0.2}$O$_3$
本文报道反铁磁SrIr$_{0.8}$Sn$_{0.2}$O$_3$中大的反常能斯特效应，其违反Onsager反对称约束，归因于对称与反对称贡献共存，为横向热电提供新途径。
2025-03-26 cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Hall and Nernst effect in magnetic cubic Heusler compounds
磁性和拓扑结构的相互作用为奇异的线性响应效应提供了可能性，例如异常霍尔效应和异常能斯特效应，这些效应可以通过在电子结构中设计强的贝瑞曲率来强烈增强。甚至有可能利用这一点在高温下通过降低维度来创建量子反常霍尔态。磁性Heusler化合物是用于此目的的一类有前途的材料，因为它们生长在薄膜中，具有高居里温度，并且它们的电子结构具有强拓扑特征。在这里，我们提供了一个全面的研究磁性立方全Heusler化合物的固有异常传输，我们说明了几个Heusler化合物优于迄今为止报道的最好的材料。结果揭示了对称性的重要性，特别是镜像平面，结合磁性对巨反常霍尔效应和能斯特效应的影响，这对于线性响应（自旋霍尔效应，自旋轨道力矩等）是普遍有效的。由内在贡献主导。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Permanent-magnet-based transverse thermoelectric generator with high fill factor driven by anomalous Nernst effect
本文提出一种基于反常能斯特效应的高填充因子永磁横向热电发电机，利用正负反常能斯特系数的永磁体交替堆叠实现无磁场高密度发电，填充因子达80%，功率密度达65 μW/cm²。
2023-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Intrinsic anomalous Nernst effect amplified by disorder in a half-metallic semimetal
本征反常能斯特效应（ANE）与霍尔效应一样，都是由固体中电子的贝里曲率引起的。人们对它对疾病的反应知之甚少。与此相反，普通能斯特系数的振幅和平均自由程之间的联系被广泛记录。在这里，通过研究Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$，一个拓扑半金属半金属主机相当大的和可识别的普通和异常能斯特响应，我们证明了ANE的幅度和载流子迁移率之间的反相关性。我们认为，观察，矛盾的是，建立在这个系统中的ANE的内在起源。我们的结论是，各种内在的非对角系数设置的方式Berry曲率平均的网格上涉及的平均自由程，费米波长和德布罗意热长度。
2019-07-12 cond-mat.mtrl-sci
Strong anomalous Nernst effect in collinear magnetic Weyl semimetals without net magnetic moments
我们预言了在净磁矩为零的反Heusler补偿亚铁磁体Ti $_2$ Mn $X$（$X$ =Al，Ga，In）中存在大的反常能斯特效应.虽然净磁矩为零，在这些系统中的外尔点导致一个大的异常能斯特电导率（ANC）由于缺乏一个磁性的子晶格，反转的贝瑞曲率的符号。与非共线反铁磁体Mn $_3$ Sn和Mn $_3$ Ge相比，高ANC几乎完全源于这类化合物中的Weyl点，因此，它是拓扑保护的。本文首次在共线系统中发现了净磁矩为零的大ANC，这对全面理解零磁矩磁性材料的热电效应及其应用具有重要意义。
2020-03-27 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring anomalous Nernst effect in stressed magnetostrictive film grown onto flexible substrate
纳米结构磁性材料中的反常能斯特效应是优化控制和利用电子器件中耗散的内能的关键现象，其取决于例如有源元件的磁各向异性。因此，本文报道了具有感生单轴磁各向异性的柔性磁致伸缩薄膜在外加应力作用下的磁特性和反常能斯特效应的理论和实验研究。具体而言，我们计算的磁化行为和热电电压响应的理论方法的平面几何形状和磁自由能量密度，其中考虑到诱导的单轴和磁弹性各向异性的贡献。在实验上，我们验证了修改的有效磁各向异性和热电电压的应力和探索的可能性，定制的异常能斯特效应的柔性磁致伸缩薄膜通过修改这两个，磁场和外部应力。我们发现定量的实验和数值计算之间的协议，从而阐明的磁和热电电压的行为，以及提供证据，以确认理论方法的有效性来描述具有单轴磁各向异性的铁磁致伸缩薄膜的磁性和异常能斯特效应，并提交外部应力。因此，结果将柔性磁致伸缩系统作为功能化触摸电子设备中的有源元件的有前途的候选者。
2019-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous thermoelectric effects of ZrTe$_{5}$ in and beyond the quantum limit
热电效应是研究涌现材料拓扑性质的一个更敏感和更有前途的方法，但与其他物理性质相比，热电效应的研究较少。五碲化锆（ZrTe $_{5}$）由于其多重拓扑性质，近年来引起了人们的广泛关注。研究了磁场中ZrTe $_{5}$的热电效应，发现了几种反常的热电效应。当载流子仅为电子时，能斯特响应在零场附近具有台阶状的轮廓，这表明反常能斯特效应产生于非平凡的Berry曲率轮廓。热电势和能斯特信号都在强场量子极限下表现出奇异峰。在较高的磁场下，能斯特信号在热电势接近于零的临界场处具有符号反转。我们认为这些反常行为可以归因于Landau指数反转，这是由Dirac型Landau带的$\sqrt{B}$依赖性和塞曼能量的线性$B$依赖性（$B$是磁场）竞争的结果.我们对ZrTe $_{5}$反常热电性质的理解为在拓扑材料中探索Dirac物理开辟了一条新的途径。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
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
Significant improvement in sensitivity of an anomalous Nernst heat flux sensor by composite structure
针对反常能斯特热通量传感器受材料限制难以提灵敏度的问题，本文采用纳米压印与溅射制备非平整塑料基底及3D TbCo薄膜复合结构并优化几何结构，使灵敏度提升约四倍。
2024-05-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
General Strategy for Large Nernst Coefficient
基于索末菲-贝特关系提出增强反常能斯特系数的通用策略，提供理解铁磁体小系数的框架并确定增强条件，引入简化模型示例。
2025-10-27 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst effect beyond the magnetization scaling relation in the ferromagnetic Heusler compound Co$_2$MnGa
在磁性材料中施加温度梯度会产生垂直于热流和磁化的电压。这就是反常能斯特效应（ANE），长期以来人们认为它与磁化强度成正比。然而，更一般地说，ANE被预测来自费米能级附近所有能带的净贝里曲率。随后，一个大的异常能斯特热势最近被观察到拓扑材料没有净磁化，但大净Berry曲率E $_F$周围。这些实验显然超出了ANE的传统磁化模型的范围，但一个重要的问题仍然存在：拓扑铁磁体中的ANE值是否会超过在传统铁磁体中观察到的最高值？在这里，我们报告了一个非常高的异常能斯特热电势值~6.0 μV/K在铁磁拓扑赫斯勒化合物Co $_2$ MnGa在室温下在1 T，这是大约7倍以上的任何异常能斯特热电势值以往报道的传统铁磁体。结合电气，热电和第一性原理计算表明，这种高值的ANE产生于一个大的净Berry曲率附近的费米能级与节线和外尔点。
2018-06-18 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical studies of enhanced anomalous Nernst effect in Fe$_3$Ga
反常能斯特效应（ANE）是固体物理学中广泛的拓扑效应家族中的一员。它将热流转换成电压，并起源于费米能级附近电子带的Berry曲率。最近的研究结果表明，Fe $_3$ Ga合金由于其平坦的能带结构由丰富的节线网络组成，是最有前途的应用候选者之一。在本理论工作中，我们研究了Fe $_3$ Ga的形变对自然发生在薄膜中的反常能斯特效应的影响。此外，我们证明，掺杂，这有效地移动费米能级的位置，也可以显着修改的效果的强度。最后，我们提供了详细的分析的起源ANE的电子结构的Fe $_3$ Ga产生更深入的了解的产生机制，理解这可能会导致在未来的效果大幅增强。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Heat flux sensing by anomalous Nernst effect in Fe-Al thin films on a flexible substrate
我们对利用反常能斯特效应（ANE）实现热通量传感器所需的材料参数进行了数值分析。结果表明，高的ANE（$S_{\text{ANE}}$）的热电势和小的饱和磁化强度的重要性。这促使我们研究Al取代Fe对ANE的影响，并发现Fe $_{81}$ Al $_{19}$中的$S_{\text{ANE}} =$ 3.4 $μ$ V/K是由于占主导地位的内在机制。使用这种材料，我们在一个薄的柔性聚酰亚胺片上制作了一个原型ANE基热流传感器，并证明了它的准确感测。这项研究为提高传感器的灵敏度提供了重要信息。
2020-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Nernst and Hall effects in magnetized platinum and palladium
在相对论能带结构计算的Berry相理论框架下，研究了自旋电子学中广泛应用的近感生铁磁钯和铂的反常能斯特效应（ANE）和反常霍尔效应（AHE）.我们发现，反常霍尔电导率（$σ_{xy}^A$）和能斯特电导率（$α_{xy}^A$）分别与自旋霍尔电导率（$σ_{xy}^S$）和能带交换分裂（$Δ_{ex}$）有$σ_{xy}^A =Δ_{ex}\frac{e}{\hbar}σ_{xy}^S(E_F)'$和$α_{xy}^A = -\frac{π^2}{3}\frac{k_B^2TΔ_{ex}}{\hbar}σ_{xy}^s(μ)"$的关系.特别地，这些关系将预测磁化的Pt（Pd）中的$σ_{xy}^A$将为正（负），因为$σ_{xy}^S(E_F)'$为正（负）。此外，由于$Δ_{ex}$是$m_s$的线性函数，因此$σ_{xy}^A$和$α_{xy}^A$都与感应自旋磁矩（$m_s$）近似成比例。利用已报道的磁化Pt和Pd中的$m_s$，我们预测磁性铂和钯中的本征反常能斯特电导率（ANC）将是巨大的，例如，铁，而固有的异常霍尔电导率（AHC）也将是显着的。
2014-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Spin-polarized Weyl cones and gigantic anomalous Nernst effect in ferromagnetic Heusler films
外尔半金属的特征是在动量空间中存在无质量带色散。当外尔半金属遇到磁性时，由于其拓扑性质，出现了大的异常输运性质。在这里，使用$in-situ$自旋和角度分辨光电子能谱学结合$ab\ initio$计算，我们可视化的自旋极化外尔锥和平带的铁磁Co $_2$ MnGa薄膜的表面状态与充分的recrystallization。我们证明了反常的霍尔和能斯特电导率系统地增长时，磁化诱导的大量外尔锥在Lifshitz量子临界点接近费米能，直到一个高的反常能斯特热电势的$\sim 6.2$ $\rm μV K^{-1}$在室温下实现。由于这种拓扑量子态和完全的反磁化，Co $_2$ MnGa薄膜有望实现在室温和零场下可操作的高效热通量和磁场传感器件。
2020-12-09 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous Hall and Nernst effect switching via staggered rotation in a kagome antiferromagnetic semimetal
针对非共线反铁磁体反常横向输运难以产生和调控的问题，提出自旋小交错旋转方法，在 Mn$_3$Sn 中实现 AHC 与 ANC 的产生、符号及数值切换。
2024-12-03 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst effect at room temperature in a chiral antiferromagnet
铁磁导体中的温度梯度可以在垂直于磁化和热流的方向上产生自发的横向电压降。这种反常能斯特效应（ANE）被认为与磁化强度成正比，因此只在铁磁体中观察到，而最近的理论表明ANE提供了费米能$E_{\rm F}$处的Berry曲率的测量。本文报道了在手性反铁磁体Mn $_3$ Sn中观察到的零场大ANE。尽管具有非常小的磁化强度$\sim 0.002$ $μ_{\rm B}/$ Mn，但在室温下零场下的横向塞贝克系数为$\sim 0.35~μ$ V/K，并且在200 K下达到$\sim 0.6~μ$ V/K，与铁磁金属已知的最大值相当。我们的第一性原理计算表明，大ANE来自一个显着增强的Berry曲率与附近的外尔点$E_{\rm F}$。ANE在几何上便于热电发电，因为它使模块的横向配置能够有效地覆盖热源。我们对反铁磁体中大ANE的观察为开发一类新的热电材料铺平了道路，该材料使用拓扑磁体来制造高效，密集集成的热电堆。
2017-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst and inverse spin-Hall effects in epitaxial thin films of Kagome semimetal Mn$_3$Ge
拓扑材料的晶体学定义良好的薄膜的合成对于揭示其介观量子特性和器件应用是重要的。Mn $_3$ Ge是一种反铁磁Weyl半金属，在Kagome晶格上具有手性磁性结构，预计在费米能附近的Weyl节点周围具有增强的Berry曲率，导致大的反常霍尔/能斯特效应和大的自旋霍尔效应。利用磁控溅射法，我们生长了六方晶系的D_0 $_{19}$ Mn $_3$ Ge的外延薄膜，薄膜平整连续。在热电和自旋抽运器件中观察到大的反常能斯特和逆自旋霍尔效应。在我们的Mn $_3$ Ge膜中的异常能斯特信号估计为0.1 $μ$ V / K，并且与铁磁Fe中的异常能斯特信号相当，尽管Mn $_3$ Ge在室温下具有~3.5 m $μ_B$的弱磁化强度。Py / Mn $_3$ Ge界面处的自旋混合电导为90.5 nm $^{-2}$，Mn $_3$ Ge中的自旋霍尔角估计约为Pt中的8倍。
2020-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Large anomalous Nernst coefficient in an oxide Skyrmion crystal Chern insulator
通过第一性原理计算，预测了在EuO单层上引入载流子电子的Skyrmion晶体中会出现一个相当大的横向热电系数N，其大小可能达到应用的程度.这鼓励未来的实验来追求这样的效果。
2018-04-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Giant anomalous Nernst effect in the magnetic Weyl semimetal Co3Sn2S2
在铁磁固体中，即使没有磁场，纵向温度梯度也能产生横向电压。反常霍尔效应（AHE）的热电对应物被称为反常能斯特效应（ANE）。预期与自发磁化成比例，这两种效应的出现是因为费米能处的贝里曲率。本文报道了在新发现的磁性Weyl半金属Co $_3$ Sn $_2$ S $_2$晶体中观察到的巨大ANE。霍尔电阻率和能斯特信号都在阈值场处表现出急剧的跳跃，并在铁磁转变温度以下表现出明显的滞后回线。ANE信号峰值的最大值约为5 miuV/K，这与在任何磁性材料中看到的最大值相当。此外，反常的横向热电电导率在70 K时变得大到约10 A/K·m，这是已知半金属中最大的。观察到的ANE信号比根据磁化强度预期的大得多。
2018-11-09 cond-mat.mtrl-sci
Giant anomalous Nernst effect and quantum-critical scaling in a ferromagnetic semimetal
在金属铁磁体中，准粒子的贝里曲率可以产生垂直于磁化强度和温度梯度的电压，这种现象称为反常能斯特效应（ANE）。在这里，我们报告了一个巨大的ANE在全赫斯勒铁磁体Co $_2$ MnGa的观察，达到$S_{yx}\sim -6$ $μ$ V/K在房间$T$，一个数量级大于磁导体报告的最大值。随着温度的升高，横向热电电导率或Peltier系数$α_{yx}$表现出$T$ -线性和$-T \log(T)$行为之间的交叉，表明在高温下违反Mott公式。我们的数值和分析计算表明，接近量子Lifshitz过渡之间的类型-I和类型-II的磁性外尔费米子是负责所观察到的交叉属性和增强的$α_{yx}$。在实验和数值计算中，$α_{yx}$对$T$的依赖性可以根据低能有效理论在十多个温度下预测的量子临界标度函数来理解。此外，在Co $_2$ MnGa中观察到的手征反常或不饱和的正纵向磁导也为外尔费米子的存在提供了证据.
2018-07-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological Contributions to the Anomalous Nernst and Hall Effect in the Chiral Double-Helimagnetic System
MnP和FeP表现出复杂的磁螺旋态，其几何相位对反常霍尔效应和拓扑霍尔效应都有贡献，两者都有热电能斯特对应物。我们使用最先进的第一性原理计算表明，霍尔和能斯特效应都增强了由于温度依赖性的磁性织构在锰磷酸盐和铁磷。在环境压力下，反转破碎晶体显示出从双螺旋螺旋磁相到拓扑平凡磁相的转变。这种螺旋结构是由交换挫折和Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用决定的。在存在外部磁场的情况下，磁结构转变成具有有限自旋手征的扇形相，其产生$\sim$ 1 T量级的有效磁场。这个领域的拓扑霍尔和能斯特效应与紧密缠绕的Skyrmion系统相当或更大。最后，我们表明，拓扑效应是强烈依赖于费米表面拓扑结构，它有很强的变化，甚至类似的磁性纹理的符号变化。
2018-05-08 cond-mat.mtrl-sci
Enhancement of anomalous Nernst effect in Ni/Pt superlattice
本文报道了Ni/Pt（001）外延超晶格中反常能斯特效应（ANE）的增强。研究了不同Ni层厚度的Ni/Pt超晶格（${\it t}$）的输运和磁热电性质。对于2.0 nm的${\leq}$ ${\it t}$ ${\leq}$ 4.0 nm，反常能斯特系数增加到超过1 $μ$ V K $^{-1}$，这与体Ni相比是显著的增强。发现Ni/Pt（001）超晶格的大横向Peltier系数（$α$）（当$_{xy}$ = 4.0 nm时，$α$ 0）对增强的ANE起主要作用.
2020-09-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Origin of anomalous temperature dependence of Nernst effect in narrow-gap semiconductors
基于玻尔兹曼输运理论，我们研究了声子拖曳机制引起的能斯特系数（$ν$）反常温度依赖性的起源。对于窄禁带半导体，我们发现在$ν$中有两个明显的峰结构出现的特征温度。因此，塞贝克系数（$S$）总是只有一个峰值。虽然由于电子弛豫时间的动量依赖性而导致的Sondheimer抵消的击穿对于在低$T$下的$ν$中的峰是必不可少的，但是价带对声子拖曳电流的贡献对于在较高$T$下的峰是必不可少的。考虑到这一机制，我们成功地再现了$ν$和$S$的FeSb $_2$的一个巨大的声子拖曳效应的实验观察。
2020-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the anomalous Nernst effect in Ni$_{2}$MnGa shape memory alloy
我们报告了一个详细的调查，镍$_{2}$锰镓记忆合金通过磁性，电子和热测量。我们的反常能斯特效应（ANE）的测量结果表明，这种技术是非常敏感的预马氏体转变的发病形成鲜明对比，其他运输测量。由于ANE对费米面的变化敏感，我们推断结构调制和费米面调制之间的联系是通过其嵌套特征实现的，磁场诱导的应变是介导机制。
2020-04-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
