8月1日，《物理评论快报》（Physical Review Letters）在线刊发了强磁场物理研究所朱增伟教授题为“Mn₃Sn中的反常能斯特效应和里吉-勒杜克效应:贝里曲率和热熵流”(Anomalous Nernst and Righi-Leduc effects in Mn₃Sn: Berry curvature and entropy flow)的论文。这是脉冲强磁场装置电输运实验平台的最新研究进展。

以往的研究认为，反常霍尔效应(Anomalous Hall effect)一般多出现在铁磁材料中，很少在反铁磁材料出现。而根据贝里曲率（Berry Curvature）理论预测，反常霍尔效应可以在一些特殊的反铁磁材料中被观察到，近来的实验研究也表明，非共线反铁磁材料Mn₃Sn和Mn₃Ge中确实有巨大的反常霍尔效应产生。为此，朱增伟教授团队以反铁磁材料Mn₃Sn为突破口，对其反常霍尔效应及反常能斯特效应(Anomalous Nernst effect)、反常里吉-勒杜克效应(Anomalous Righi-Leduc effect)进行了系统研究。研究发现，Mn₃Sn在三角磁结构温区（200K-400K）的横向热导和电导均满足魏德曼弗兰兹定律（W-F Law），从而证实了Mn₃Sn中的反常霍尔效应是一种费米面（Fermi surface）的性质，并验证了诺贝尔奖获得者Haldane于2004年提出的反常霍尔效应是由费米面准粒子影响的观点（F.D.M.Haldane，PRL，2004）。研究还发现，与传统铁磁性材料镍（Ni）和铁（Fe）只在低温下符合魏德曼弗兰兹定律不同，反铁磁材料Mn₃Sn在整个温区都符合魏德曼弗兰兹定律，并通过排除磁子（magnon）、声子（phonon）在Mn₃Sn中对横向输运的非弹性散射影响，证实了贝里曲率是Mn₃Sn中横向输运的唯一来源。同时，该团队通过对反常霍尔效应和反常能斯特效应作深入研究，发现非对角热电系数与霍尔电导比值有明显的温度依赖关系，当由400K的15uV/K增加到200K的50uV/K时，其比值接近量子化数值K_B/e(86uV/K)，由此再次证明了反常霍尔效应具有拓扑的性质，而这种温度依赖关系则说明外尔节点（Weyl nodes）会随温度变化发生移动。

该研究工作得到了、国家自然科学基金、国家重点研发计划、“111”引智计划及我校高端外专项目的支持。朱增伟教授为论文通讯作者，博士生李小康为第一作者，国家脉冲强磁场科学中心高端外国专家Kamran Behnia教授为共同通讯作者。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.119.056601