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物理學院賈爽課題組與合作者在鐵磁近藤晶格CeCo2As2中觀測到了增強的反常能斯特效應(yīng)
【字體: 大 中 小 】 時間:2026年02月26日 來源:北京大學新聞網(wǎng)
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研究表明,這一異常增強的反常能斯特效應(yīng)源于近藤拓撲平帶的強貝里曲率,突出了關(guān)聯(lián)效應(yīng)驅(qū)動的拓撲效應(yīng)。
北京大學物理學院量子材料科學中心賈爽課題組與北京師范大學物理與天文學院殷志平課題組合作,在鐵磁近藤晶格CeCo?As?中觀測到了顯著增強的反常能斯特效應(yīng)。該體系的反常能斯特系數(shù)高達7.4μVK?1,反常能斯特角達144%。研究表明,這一異常增強的反常能斯特效應(yīng)源于近藤拓撲平帶的強貝里曲率,突出了關(guān)聯(lián)效應(yīng)驅(qū)動的拓撲效應(yīng)。相關(guān)成果以《鐵磁近藤晶格CeCo?As?中增強的反常能斯特效應(yīng)》(“Enhanced Anomalous Nernst Effect in the Ferromagnetic Kondo Lattice CeCo?As?”)為題,于2026年1月23日在線發(fā)表于《物理評論快報》(Phys. Rev. Lett.136, 036505)。
強關(guān)聯(lián)效應(yīng)與拓撲物態(tài)的交叉是當前凝聚態(tài)物理的重要前沿方向。近年來的研究表明,重費米子體系能夠承載非平庸的拓撲態(tài)。然而破缺時間反演對稱性的近藤磁性體系鮮有實驗報道。本工作系統(tǒng)研究了鐵磁近藤晶格CeCo?As?中異常巨大的反常霍爾效應(yīng)及反常能斯特效應(yīng)。通過比較研究CeCo?As?和無4f電子的參考體系 LaCo?As?的熱力學與輸運性質(zhì),結(jié)合DFT+DMFT理論計算,確認了CeCo?As?是一種具有較大電子有效質(zhì)量、極低費米溫度以及f軌道平帶特征的鐵磁重費米子體系。實驗中觀測到CeCo?As?具有710Ω?1cm?1的巨大本征反常霍爾電導率,以及高達7.4μVK?1的反常能斯特系數(shù),這兩項指標在已報道的拓撲磁性材料中均處于較高水平。尤為引人注目的是,CeCo?As?的反常能斯特角在較大的低溫區(qū)域內(nèi)超過100%。這一實驗現(xiàn)象在其他拓撲磁性體系中尚未被報道。
殷志平課題組完成的DFT計算顯示該體系的平帶結(jié)構(gòu)中存在多個具有強貝里曲率的f—d雜化能隙與外爾點。近藤雜化效應(yīng)使費米能級有效釘扎在這些拓撲平帶附近,從而顯著放大了反常能斯特效應(yīng)。本工作為在強關(guān)聯(lián)電子材料中探索新型高性能熱電材料提供了新的研究思路。

在最低測試溫度下,各類拓撲磁體的反常能斯特角和反常能斯特系數(shù)與溫度的比值的數(shù)據(jù)匯總
北京大學物理學院量子材料科學中心博士生關(guān)舒月和北京師范大學物理與天文學院博士生郭維安是文章的共同第一作者,賈爽和殷志平是文章的共同通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃以及量子通信與量子計算機國家科技重大專項的經(jīng)費支持。