反铁磁绝缘体锶铱氧化物中杂质散射的声子手性证据

热霍尔效应（The）是一种物理现象，其特征是当热电流通过材料并向其施加垂直磁场时，材料中会出现微小的横向温差。在越来越多的绝缘体中观察到了这种效应，但其基本物理原理仍知之甚少

加拿大舍布鲁克大学的研究人员一直试图在不同的材料中确定这种效应背后的机制。他们最近发表在《自然物理学》上的论文专门研究了反铁磁绝缘体锶铱氧化物（Sr2IrO4）中的这种效应

“我们目前对绝缘体中the的研究活动始于我们在铜酸盐超导体中发现了一个大the，”该论文的合著者Louis Tailefer告诉Phys.org。

2020年发表在《自然物理学》上的一篇论文概述了这些发现。“这项工作背后的想法是将热流垂直于CuO2平面，这是一个只有声子才能传播的方向，而不是电子或自旋相关激发，”Tailefer说。“这表明声子是相关的热载体，正如Kamran Behnia的小组之前在钛酸锶中发现的那样。”

该团队的实验结果表明，声子支撑了他们在铜酸盐绝缘体中观察到的the，但它们实现这种效应的物理机制仍然未知。他们的工作随后启发了许多理论物理学家对这一机制做出可能的解释，包括斯坦福大学的Kivelson、哈佛大学的Sachdev、得克萨斯大学的Allan MacDonald和KITP Santa Barbara的Leon Balents

Tailefer解释道：“我们的实验方法是在各种材料中寻找声子the。”。一种这样的材料是反铁磁绝缘体Cu3TeO6。另一种是铱酸盐Sr2IrO4，这是我们在《自然物理学》上最新论文的主题。“

因此，作为他们最近研究的一部分，Tailefer和他的同事专门研究了杂质对Sr2IrO4中声子诱导的the的影响。为此，他们在巴黎萨克雷大学固体物理实验室的合作者Véronique Brouet在材料中引入了两种杂质；首先是铑（Rh）杂质，然后是镧（La）杂质

Tailefer说：“最大的惊喜是，当加入少量Rh杂质时，我们看到的The得到了巨大的增强。”。“我们观察到只有5%的Rh取代Ir时，声子the增加了70倍。这有力地表明，声子the是由嵌入反铁磁环境（在这种情况下是IrO2层）的杂质散射的声子引起的。”

Tailefer和他的同事收集的新发现暗示了一种可能的机制，该机制可能支持在Sr2IrO4中观察到的声子the。这种机制涉及杂质对声子的散射，可能通过Kivelson或Sachdev提出的共振过程。与此同时，研究人员计划继续研究the效应，重点研究各种其他材料

Tailefer补充道：“未来研究的一个方向是，看看作为量子自旋液态候选者的材料是否会产生不是来自声子，而是来自奇异的激发，如Majorana费米子或旋子的THE。”

“候选材料包括RuCl3和Na2Cu2TeO6。另一个方向，这次是声子the，将是理解当施加的磁场平行于热流时，一些材料如何产生the；所谓的“平面the”令人困惑！“

2023年末，Tailefer和他的同事发表了各种论文，探讨了不同类别材料中的平面the。到目前为止，他们的研究主要集中在受抑反铁磁绝缘体、Kitaev材料和铜酸酯上