2020年2月14日，数理学院张书辉讲师与合作者在领域内高水平物理学期刊《Physical Review Letters》发表了题为“Nonlinear Anomalous Hall Effect for Néel Vector Detection”的研究论文，理论预测了拓扑反铁磁材料中存在非线性霍尔效应，并可用于反铁磁Néel矢量的探测。原文链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.124.067203。

　　反铁磁自旋电子学利用Néel矢量作为调控变量以实现新奇的自旋电子学器件。最近研究表明反铁磁中Néel矢量可以被有效调控，然而Néel矢量的精准探测依然是一个挑战。该报道中的研究发现非线性霍尔效应作为一个新的实验手段可以被用于众多补偿型反铁磁材料中Néel矢量的精准探测。首先，研究者对反铁磁材料进行磁空间群的分析，表明具有特定对称性的反铁磁材料中因为自旋轨道耦合的存在会产生很大的贝里曲率极矩，从而产生新奇的非线性霍尔效应。其次，研究者建议CuMnSb可作为一个实例的验证材料，其中的非线性霍尔效应可在常规实验条件下被观测。最后，研究表明贝里曲率极矩或非线性霍尔强烈依赖于Néel矢量的方向，从而可用Néel矢量的探测。总之，此研究工作拓展了贝里曲率极矩相关物理的研究体系，为反铁磁自旋电子学研究提供了新的理论思路。

　　此论文中我校数理学院张书辉讲师是通讯作者兼共同一作。美国内布拉斯加大学、北京计算科学研究中心为合作单位。本系列研究工作得到了国家自然科学基金委的资助。

图1： 反铁磁中对称性决定的霍尔效应，见PhysRevLett.124.067203（2020）。

图2：贝里曲率极矩的参数依赖，见PhysRevLett.124.067203（2020）。

图3：Néel矢量探测的实验建议，见PhysRevLett.124.067203（2020）。