热霍尔效应中的普适标度律研究获进展
- 2020/5/25 10:11:43 24480
- 来源：仪表网
【仪表网 仪表研发】2019年，《自然》杂志报道在铜氧化物高温超导母体中也发现了巨大的热霍尔效应，引起了很多讨论。与一般霍尔效应不同，热霍尔效应测量垂直磁场下纵向热流导致的横向温度梯度。在关联绝缘体中，热霍尔效应来自电中性载流子如声子、磁激子、自旋子等的本征或诱导的非平庸拓扑性质。在自旋液体材料中，热霍尔效应在实验和理论两个方面都有很多研究。但是现有微观理论模型都非常复杂，难以和实验建立起直接联系。
霍尔效应是电磁效应的一种，这一现象是美国物理学家霍尔(E.H.Hall，1855—1938)于1879年在研究金属的导电机制时发现的。当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在半导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应使用左手定则判断。
为了填补微观理论模型与实验间的空隙，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心研究员杨义峰与清华大学教授张广铭和中国科学院大学卡弗里理论科学研究所教授张富春合作，借鉴费米液体理论的唯象思想，提出了分析关联绝缘体中霍尔热导率的小模型，进而预言依赖于电中性费米或玻色载流子的贝里曲率的能量分布，霍尔热导率在低温下会分别呈现饱和、幂数、热激发等不同行为，但在载流子拓扑半带宽量级的中间温区上则会呈现出普适的对温度的指数依赖关系，不依赖于具体材料细节。这一普适标度律在自旋液体材料RuCl3、量子顺电材料SrTiO3和铜氧化物中都得到了实验数据的支持。
费米液体理论是相互作用费米粒子的理论模型，描述了许多金属在足够低的温度下的正常状态。这里，多体粒子之间的相互作用不必太小。费米液体现象在1956年苏联物理学家朗道引入通过，之后阿列克谢阿布里科索夫和伊萨克Karatonikofu是费曼图使用微扰理论是由开发。费米液体理论解释了为什么相互作用的费米粒子系统的某些性质与费米气体(非相互作用的费米粒子)非常相似，以及为什么其他性质不同。
资料来源：百科、物理研究所
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