磁性Weyl半金属的实现及其巨反常霍尔效应

作为一个重要的电输运现象，反常霍尔效应的发现已有近140年的历史。长期以来的研究表明，反常霍尔效应在不同的条件下呈现出迥异的主导机制。一是由杂质原子散射所引起的外禀过程，一是晶体能带的贝利曲率所驱动的内禀行为。作为动量空间里的赝磁场，贝利曲率源于布洛赫电子的带间相互作用，对其在整个布里渊区内的积分即为体系的反常霍尔电导]。当贝利曲率由拓扑材料中具有拓扑保护特征的能带所产生时，体系内禀的大反常霍尔效应更能抵抗缺陷和热扰动的破坏，具有更高的稳定性，更有利于器件应用。本世纪之初，物理学家发现磁性材料动量空间中的磁单极子可以产生内禀的反常霍尔效应4]。现在看来，其中的磁单极子就是人们后来发现的外尔半金属中的外尔点。这为反常霍尔效应的研究提供了全新的能带拓扑理论认识。