DEMONSTRATION OF THE THIRD-ORDER NONLINEAR HALL EFFECT IN TOPOLOGICAL DIRAC SEMIMETAL NiTe2

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

We experimentally investigate third-order nonlinear Hall effect for three-dimensional NiTe2 single crystal samples. NiTe2 is the recently discovered type-II Dirac semimetal, so both the inversion and the time-reversal symmetries are conserved in the bulk. As a result, the well known second-order nonlinear Hall effect does not expected for this material, which we confirm as negligibly small second-harmonic transverse Hall voltage response to the longitudinal ac electric current. As the main experimental result, we demonstrate the unsaturated third-harmonic Hall response in NiTe2, which well corresponds to the theoretically predicted third-order nonlinear Hall effect in Dirac semimetals. We also demonstrate, that the third harmonic signal does not depend on the external magnetic field, in contrast to the field-depended first-order and second-order Hall effects.

Sobre autores

V. Esin

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Email: 2018esin@issp.ac.ru
Chernogolovka, Moscow District, Russia

A. Timonina

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Moscow District, Russia

N. Kolesnikov

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Moscow District, Russia

E. Deviatov

Yu. A. Osipyan Institute of Solid State Physics of the Russian Academy of Sciences

Chernogolovka, Moscow District, Russia

Bibliografia

  1. I. Sodemann and L. Fu, Phys. Rev. Lett. 115, 216806 (2015).
  2. Yuan-Dong Wang, Zhen-Gang Zhu, and Gang Su, arXiv:2303.03579v1 (2023).
  3. Jia-Liang Wan, Ying-Li Wu, Ke-Qiu Chen, and XiaoQin Yu, arXiv:2501.05698v1 (2025).
  4. Y. Zhang, J. van den Brink, C. Felser, and B. Yan, 2D Mater. 5, 044001 (2018).
  5. C. Xiao, Z. Z. Du, and Qian Niu, Phys. Rev. B 100, 165422 (2019).
  6. An-Qi Wang, D. Li, Tong-Yang Zhao, Xing-Yu Liu, J. Zhang, X. Liao, Q. Yin, Zhen-Cun Pan, P. Yu, and Zhi-Min Liao, Phys. Rev. B 110, 155434 (2024).
  7. O. O. Shvetsov, V. D. Esin, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, and E. V. Deviatov, Jetp Lett. 109, 715 (2019).
  8. A. Tiwari, F. Chen, Sh. Zhong, E. Drueke, J. Koo, A. Kaczmarek, C. Xiao, J. Gao, X. Luo, Q. Niu, Y. Sun, B. Yan, L. Zhao, and A. W. Tsen, Nat. Commun. 12, 2049 (2021).
  9. N. N. Orlova, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, and E. V. Deviatov, Chin. Phys. Lett. 40, 077302 (2023).
  10. V. D. Esin, A. A. Avakyants, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, and E. V. Deviatov, Chin. Phys. Lett. 39, 097303 (2022).
  11. T. Low, Y. Jiang, and F. Guinea, Phys. Rev. B 92, 235447 (2015).
  12. J. E. Moore and J. Orenstein, Phys. Rev. Lett. 105, 026805 (2010).
  13. Y. Zhang, Y. Sun, and B. Yan, Phys. Rev. B 97, 041101, (2018).
  14. Y. Gao, S. A. Yang, and Q. Niu, Phys. Rev. Lett. 112, 166601 (2014).
  15. Y. Gao S. A. Yang, and Q. Niu, Phys. Rev. B 91, 214405 (2015).
  16. H. Liu, J. Zhao, Yue-Xin Huang, X. Feng, C. Xiao, W. Wu, S. Lai, Wei-bo Gao, and S. A. Yang, Phys. Rev. B 105, 045118 (2022).
  17. T. Nag, S. K. Das, C. Zeng, and S. Nandy, Phys. Rev. B 107, 245141 (2023).
  18. L. Xiang, C. Zhang, L. Wang, and J. Wang, Phys. Rev. B 107, 075411 (2023).
  19. S. Roy and A. Narayan, J. Phys. Condens. Matter 34, 385301 (2022).
  20. S. Lai, H. Liu, Z. Zhang, J. Zhao, X. Feng, N. Wang, C. Tang, Y. Liu, K. S. Novoselov, S. A. Yang, and Wei-bo Gao, Nat. Nanotechnol. 16, 869 (2021).
  21. As a recent review see N. P. Armitage, E. J. Mele, and A. Vishwanath, Rev. Mod. Phys. 90, 15001 (2018).
  22. Tong-Yang Zhao, An-Qi Wang, Xing-Guo Ye, XingYu Liu, X. Liao, and Zhi-Min Liao, Phys. Rev. Lett. 131, 186302 (2023).
  23. D. Kumar, Chuang-Han Hsu, R. Sharma, Tay-Rong Chang, P. Yu, J. Wang, G. Eda, G. Liang, and H. Yang, Nature Nanotechnology 16, 421 (2021).
  24. L. Min, H. Tan, Z. Xie, L. Miao, R. Zhang, S. H. Lee, V. Gopalan, Chao-Xing Liu, N. Alem, B. Yan, and Z. Mao, Nature Commun. 14, 364 (2023).
  25. Y. Zhang, and L. Fu, Proc. Nat. Acad. Sci. 118, e2100736118 (2021).
  26. Xing-Guo Ye, H. Liu, Peng-Fei Zhu, Wen-Zheng Xu, S. A. Yang, N. Shang, K. Liu, and Zhi-Min Liao, Phys. Rev. Lett. 130, 016301 (2023).
  27. S. Sarkar and A. Agarwal, arXiv:2501.17460v1.
  28. B. Ghosh, D. Mondal, C. N. Kuo, C. S. Lue, J. Nayak, J. Fujii, I. Vobornik, A. Politano, and A. Agarwal, Phys. Rev. B 100, 195134 (2019).
  29. S. Mukherjee, S. W. Jung, S. F. Weber, C. Xu, D. Qian, X. Xu, P. K. Biswas, T. K. Kim, L. C. Chapon, M. D. Watson, J. B. Neaton, and C. Cacho, Sci. Rep. 10, 12957 (2020).
  30. V. D. Esin, O. O. Shvetsov, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov and E. V. Deviatov, Nanomaterials 12(23), 4114 (2022).
  31. C. Xu, B. Li, W. Jiao, W. Zhou, B. Qian, R. Sankar, N. D. Zhigadlo, Y. Qi, D. Qian, F. C. Chou, and X. Xu, Chem. Mater. 30, 4823 (2018).
  32. Q. Liu, F. Fei, B. Chen, X. Bo, B. Wei, S. Zhang, M. Zhang, F. Xie, M. Naveed, X.Wan, F. Song, and B. Wang, Phys. Rev. B 99, 155119 (2019).
  33. O. O. Shvetsov, A. Kononov, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, E. V. Deviatov, JETP Lett. 107, 774779 (2018).
  34. O. O. Shvetsov, V. D. Esin, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, and E. V. Deviatov, Phys. Rev. B 99, 125305 (2019).
  35. O. O. Shvetsov, A. Kononov, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, E. V. Deviatov, EPL, 124, 47003 (2018).
  36. O.O. Shvetsov, V.D. Esin, Yu.S. Barash, A.V. Timonina, N.N. Kolesnikov, and E.V. Deviatov, Phys. Rev. B 101, 035304 (2020).
  37. O. O. Shvetsov, Yu. S. Barash, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, E. V. Deviatov, JETP Lett. 115, 267 (2022).
  38. V. D. Esin, D. Yu. Kazmin, Yu. S. Barash, A. V. Timonina, N. N. Kolesnikov, and E. V. Deviatov, JETP Lett. 118, 847 (2023).
  39. C. Fu, Th. Scaffidi, J. Waissman, Y. Sun, R. Saha, S. J. Watzman, A. K. Srivastava, G. Li, W. Schnelle, P. Werner, M. E. Kamminga, S. Sachdev, S. S. P. Parkin, S. A. Hartnoll, C. Felser, and J. Gooth, arXiv:1802.09468v1.
  40. T. Zhou, Ch. Zhang, H. Zhang, F. Xiu, and Zh. Yang, Inorg. Chem. Front. 3, 1637 (2016).
  41. C. K. Barman, A. Chattopadhyay, S. Sarkar, JianXin Zhu, S. Nandy. arXiv:2409.07993v1.
  42. Xing-Guo Ye, Peng-Fei Zhu, Wen-Zheng Xu, Z. Zang, Y. Ye, and Zhi-Min Liao, Phys. Rev. B 106, 045414 (2022).
  43. S. Li, X. Wang, Z. Yang, L. Zhang, S. L. Teo, M. Lin, R. He, N. Wang, P. Song, W. Tian, X. J. Loh, Q. Zhu, B. Sun, and X. R. Wang, arXiv:2401.17808v1.
  44. A. Gao, Yu-Fei Liu, Jian-Xiang Qiu, B. Ghosh, T. V. Trevisan, Y. Onishi, C. Hu, T. Qian, HungJu Tien, Shao-Wen Chen, M. Huang, D. Berube, H. Li, C. Tzschaschel, T. Dinh, Z. Sun, Sheng-Chin Ho, Shang-Wei Lien, B. Singh, K. Watanabe, T. Taniguchi, D. C. Bell, H. Lin, Tay-Rong Chang, C. Rita Du, A. Bansil, L. Fu, N. Ni, P. P. Orth, Q. Ma, and Su-Yang Xu, Science, 381, 181 (2023).
  45. N. Nagaosa, J. Sinova, S. Onoda, A. H. MacDonald, and N. P. Ong, Rev. Mod. Phys. 82, 1539 (2010).
  46. Hiroki Isobe, Su-Yang Xu, and Liang Fu, Sci. Adv. 6, eaay2497 (2020).
  47. Jian-Feng Zhang, Y. Zhao, K. Liu, Y. Liu, and Zhong-Yi Lu, Phys. Rev. B 104, 035111 (2021).
  48. D. Mandal, K. Das, and A. Agarwal, Phys. Rev. B 106, 035423 (2022).
  49. A. A. Zyuzin, and A. Yu. Zyuzin, Phys. Rev. B 95, 085127 (2017).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».