【儀表網(wǎng) 儀表研發(fā)】2019年，《自然》雜志報(bào)道在銅氧化物高溫超導(dǎo)母體中也發(fā)現(xiàn)了巨大的熱霍爾效應(yīng)，引起了很多討論。與一般霍爾效應(yīng)不同，熱霍爾效應(yīng)測(cè)量垂直磁場(chǎng)下縱向熱流導(dǎo)致的橫向溫度梯度。在關(guān)聯(lián)絕緣體中，熱霍爾效應(yīng)來(lái)自電中性載流子如聲子、磁激子、自旋子等的本征或誘導(dǎo)的非平庸拓?fù)湫再|(zhì)。在自旋液體材料中，熱霍爾效應(yīng)在實(shí)驗(yàn)和理論兩個(gè)方面都有很多研究。但是現(xiàn)有微觀理論模型都非常復(fù)雜，難以和實(shí)驗(yàn)建立起直接聯(lián)系。
 

　　霍爾效應(yīng)是電磁效應(yīng)的一種，這一現(xiàn)象是美國(guó)物理學(xué)家霍爾(E.H.Hall，1855―1938)于1879年在研究金屬的導(dǎo)電機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)的。當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導(dǎo)體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，從而在半導(dǎo)體的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象就是霍爾效應(yīng)，這個(gè)電勢(shì)差也被稱為霍爾電勢(shì)差。霍爾效應(yīng)使用左手定則判斷。
 

　　為了填補(bǔ)微觀理論模型與實(shí)驗(yàn)間的空隙，中國(guó)科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國(guó)家研究中心研究員楊義峰與清華大學(xué)教授張廣銘和中國(guó)科學(xué)院大學(xué)卡弗里理論科學(xué)研究所教授張富春合作，借鑒費(fèi)米液體理論的唯象思想，提出了分析關(guān)聯(lián)絕緣體中霍爾熱導(dǎo)率的最小模型，進(jìn)而預(yù)言依賴于電中性費(fèi)米或玻色載流子的貝里曲率的能量分布，霍爾熱導(dǎo)率在低溫下會(huì)分別呈現(xiàn)飽和、冪數(shù)、熱激發(fā)等不同行為，但在載流子拓?fù)浒霂捔考?jí)的中間溫區(qū)上則會(huì)呈現(xiàn)出普適的對(duì)溫度的指數(shù)依賴關(guān)系，不依賴于具體材料細(xì)節(jié)。這一普適標(biāo)度律在自旋液體材料RuCl3、量子順電材料SrTiO3和銅氧化物中都得到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。
 

　　費(fèi)米液體理論是相互作用費(fèi)米粒子的理論模型，描述了許多金屬在足夠低的溫度下的正常狀態(tài)。這里，多體粒子之間的相互作用不必太小。費(fèi)米液體現(xiàn)象在1956年蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道引入通過(guò)，之后阿列克謝阿布里科索夫和伊薩克Karatonikofu是費(fèi)曼圖使用微擾理論是由開(kāi)發(fā)。費(fèi)米液體理論解釋了為什么相互作用的費(fèi)米粒子系統(tǒng)的某些性質(zhì)與費(fèi)米氣體(非相互作用的費(fèi)米粒子)非常相似，以及為什么其他性質(zhì)不同。