Finite-Temperatur-Verletzung des anomalen transversalen Wiedemann-Franz-Gesetzes

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Nach dem Wiedemann-Franz (WF)-Gesetz ist die elektrische Leitfähigkeit eines Metalls mit seinem thermischen Gegenstück verknüpft, vorausgesetzt, dass die von den Phononen transportierte Wärme vernachlässigbar gering ist und die Elektronen keine inelastische Streuung erfahren.

In einem Weyl-Halbmetall vom Typ II, auch bekannt als viertes Fermion, zeigt die thermische Abhängigkeit des Verhältnisses zwischen elektrischer und thermischer Leitfähigkeit Abweichungen vom Wiedemann-Franz-Gesetz auf.

Physiker haben das WF-Gesetz in zahlreichen Festkörpern getestet, beabsichtigen aber, das Ausmaß seiner Bedeutung während des anomalen transversalen Transports zu verstehen und die topologische Natur der Wellenfunktion zu untersuchen.

In einem neuen Bericht stellten Liangcai Xu und ein internationales Forscherteam für Physik der kondensierten Materie in China, Frankreich, Israel und Deutschland eine Studie über die anomale transversale Reaktion in einem nicht-kollinearen antiferromagnetischen Weyl-Halbmetall, Mn3Ge, vor.

Sie variierten die Versuchsbedingungen von Raumtemperatur bis hinunter zur Sub-Kelvin-Temperatur und beobachteten eine Verletzung der WF-Korrelation bei endlicher Temperatur.

Sie führten das Ergebnis auf eine Fehlanpassung zwischen den thermischen und elektrischen Summen der Berry-Krümmung zurück (eine geometrische Phase, die im Laufe eines Zyklus erworben wird) und nicht auf unelastische Streuung.

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Das Team unterstützte ihre Interpretation mit theoretischen Berechnungen, um eine Konkurrenz zwischen der Temperatur- und der Beerenkrümmungsverteilung aufzudecken.

Die Arbeit ist jetzt auf Science Advances veröffentlicht.Die Berry-Krümmung der Elektronen kann zum anomalen Hall-Effekt (AHE) führen, wenn der Wirtskörper keine zeitumkehrende Symmetrie (Erhaltung der Entropie) aufweist.

Während die thermoelektrischen und thermischen Gegenstücke des anomalen Hall-Effekts seltener untersucht werden, entstehen auch sie durch die gleichen fiktiven Magnetfelder.

Es bleibt noch zu bestimmen, wie die Größenordnungen solcher anomaler Off-Diagonal-Koeffizienten miteinander korrelieren und ob die festgestellten Korrelationen zwischen den gewöhnlichen Transportkoeffizienten weiterhin Bestand haben.

Es ist derzeit mühsam,….

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