磁性拓扑绝缘体Mn(Bi1-xSbx)2Te4中更高奇数阶的非线性霍尔效应

《Nature Communications》：Higher odd-order nonlinear Hall effect in magnetic topological insulator Mn(Bi1-xSbx)2Te4

　　

摘要

非线性霍尔效应是霍尔效应家族中的新成员，它引起了广泛的研究兴趣，并且与量子材料的量子几何结构密切相关。以往的研究主要集中在二阶和三阶非线性霍尔效应上。然而，目前关于更高阶非线性霍尔效应的实验研究还非常有限。在这项工作中，我们观察到了磁性拓扑绝缘体Mn(Bi_1-xSb_x)₂Te₄薄片中的更高奇数阶（三阶、五阶、七阶）非线性霍尔效应。这些更高奇数阶的非线性霍尔电压表现出双重角度依赖性，并且仅存在于奈尔温度（Néel temperature）以下。其数值在电荷中性点附近达到最大值，随着非线性霍尔效应阶数的增加而呈指数衰减。此外，这种更高奇数阶的非线性霍尔效应在奇数层和偶数层样品中都有观察到，且其强度相当。理论分析表明，这些更高奇数阶的非线性霍尔响应可能源于贝里曲率多极子（Berry curvature multipoles）。我们的工作为研究更高阶的非线性输运现象奠定了基础。