DOI: https://doi.org/10.1103/52tp-styb
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41651477
تاريخ النشر: 2026-01-02
المؤلف: Shuyue Guan وآخرون
الموضوع الرئيسي: المركبات النادرة والأكتينيدات
نظرة عامة
تبحث الدراسة في تأثير نيرنست الشاذ (ANE) في مركب شبكة كوندوا المغناطيسية الحديدية CeCo\(_2\)As\(_2\)، حيث يتم توليد جهد كهربائي عمودي على تدرج درجة الحرارة بسبب المغنطة. يرتبط هذا الظاهرة ارتباطًا وثيقًا بانحناء بيري (BC) بالقرب من طاقة فيرمي في المغناطيسات الطوبولوجية. تشير الدراسة إلى تعزيز كبير في ANE العفوي في CeCo\(_2\)As\(_2\)، يتميز بمعامل نيرنست الشاذ الكبير الذي يتجاوز معامل سيبيك.
يُنسب هذا التعزيز إلى انحناء بيري القوي الناجم عن الحزم المسطحة التي تهيمن عليها المدارات f داخل المادة. تشير النتائج إلى أن ANE المعزز يعمل كمؤشر لتثبيت طاقة فيرمي داخل الحزمة المسطحة الطوبولوجية، مما يبرز دور الطوبولوجيا المدفوعة بالترابط في نظام شبكة كوندوا.
نقاش
في هذا النقاش، يبرز المؤلفون تأثير نيرنست الشاذ الكبير (ANE) الذي لوحظ في المغناطيس الطوبولوجي CeCo$_2$As$_2$، مؤكدين طبيعته ذات الحزمة الواحدة وحرارته الكبيرة عند درجات الحرارة المنخفضة. تُنسب قيم الموصلية الشاذة هول ($\sigma_{Axy}$) ومعامل نيرنست الشاذ ($\alpha_{Axy}$) إلى انحناء بيري الكبير (BC) الناجم عن تداخل حزم الإلكترونات $f$ و$d$، خاصة بالقرب من مستوى فيرمي ($E_F$). تشير التحليلات إلى أن المساهمات الجوهرية في تأثير هول الشاذ (AHE) تهيمن، كما يتضح من القيم المتسقة لـ $\sigma_{Axy}/M$ حول 700 $\Omega^{-1}$cm$^{-1}$، مما يشير إلى إعادة تقييم لدور تأثير كوندوا في الهيكل الإلكتروني لـ CeCo$_2$As$_2$.
يستكشف المؤلفون أيضًا العلاقة بين AHE وANE، مشيرين إلى أن كلا الظاهرتين تتأثران بـ BC تحت التدرجات الكهربائية والحرارية، على التوالي. يستخلصون ارتباطًا بين التأثيرين من خلال علاقة موت، كاشفين أن درجة حرارة فيرمي المنخفضة ($T_F$) لـ CeCo$_2$As$_2$ حاسمة لــ ANE الاستثنائي ونسبة $S_{Axy}/T$ الكبيرة عندما $T \to 0$. تشير النتائج إلى أن BC القوي وبنية الحزمة الفريدة لهذه المادة تساهم في خصائص النقل المعززة، مما يضع CeCo$_2$As$_2$ كمثال بارز لمغناطيس كوندوا الطوبولوجي المرتبط مع تأثيرات حرارية كهربائية كبيرة.
DOI: https://doi.org/10.1103/52tp-styb
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41651477
Publication Date: 2026-01-02
Author(s): Shuyue Guan et al.
Primary Topic: Rare-earth and actinide compounds
Overview
The research investigates the anomalous Nernst effect (ANE) in the ferromagnetic Kondo lattice compound CeCo\(_2\)As\(_2\), where a voltage is generated perpendicular to a temperature gradient due to magnetization. This phenomenon is closely associated with the Berry curvature (BC) near the Fermi energy in topological magnets. The study reports a significant enhancement of the spontaneous ANE in CeCo\(_2\)As\(_2\), characterized by a large anomalous Nernst coefficient that exceeds the Seebeck coefficient.
This enhancement is attributed to the strong Berry curvature arising from the f-orbital-dominated flat bands within the material. The findings suggest that the enhanced ANE serves as an indicator of Fermi energy pinning within the topological flat band, thereby emphasizing the role of correlation-driven topology in the Kondo lattice system.
Discussion
In this discussion, the authors highlight the significant anomalous Nernst effect (ANE) observed in the topological magnet CeCo$_2$As$_2$, emphasizing its single-band nature and large thermopower at low temperatures. The values of the anomalous Hall conductivity ($\sigma_{Axy}$) and the anomalous Nernst coefficient ($\alpha_{Axy}$) are attributed to the substantial Berry curvature (BC) arising from the hybridization of $f$ and $d$ electron bands, particularly near the Fermi level ($E_F$). The analysis indicates that the intrinsic contributions to the anomalous Hall effect (AHE) dominate, as evidenced by the consistent values of $\sigma_{Axy}/M$ around 700 $\Omega^{-1}$cm$^{-1}$, suggesting a reevaluation of the Kondo effect’s role in the electronic structure of CeCo$_2$As$_2$.
The authors further explore the relationship between the AHE and ANE, noting that both phenomena are influenced by the BC under electric and thermal gradients, respectively. They derive a connection between the two effects through the Mott relation, revealing that the low Fermi temperature ($T_F$) of CeCo$_2$As$_2$ is crucial for its exceptional ANE and the large ratio of $S_{Axy}/T$ as $T \to 0$. The findings suggest that the strong BC and the unique band structure of this material contribute to its enhanced transport properties, positioning CeCo$_2$As$_2$ as a notable example of a correlated topological Kondo magnet with significant thermoelectric effects.