失常霍尔效应是最根本的电子输运性质之一。尽管失常霍尔效应早在1881年就被Edwin Hall发现，但其微观机制的树立却阅历了一百余年的绵长进程。本世纪初，牛谦等人的理论作业提醒了失常霍尔效应的内禀机制与资料能带结构的贝里曲率有关，并得到了广泛的试验支撑，失常霍尔效应也因而成为当今凝聚态物理研讨的一个重要手法。在近年来遭到广泛重视的固态拓扑系统研讨中，失常霍尔效应也是被研讨的焦点之一。
但是，迄今为止一切的试验成果都根本运用单粒子图画下的输运理论进行解说。在理论上，仅有单个小组研讨过电子和电子之间的多体相互效果是否会影响失常霍尔电导。二十多年前，Wolfle等人经过理论核算指出，关于斜散射和边跳这两个非内禀机制，电子-电子相互效果不会对失常霍尔电导发生任何量子批改，这与电子-电子相互效果能在低温下显著地改动纵向电导率和电阻率天壤之别。至于内禀机制下电子-电子相互效果能否改动失常霍尔电导，理论上还没有结论。
最近，中国科学院物理研讨所/北京凝聚态物理国家研讨中心纳米物理与器材要点试验室李永庆课题组（N08组）博士生杨帅和林朝镜（现为日本东京工业大学博士后），与极点条件要点试验室EX10组研讨员石友国和博士生伊长江，以及北京大学物理学院博士后李治林等协作，在铁磁半导体HgCr2Se4中发现失常霍尔电阻和失常霍尔电导在超越两个数量级的温度范围内(0.02 - 2 K)对温度的平方根((sqrt))具有显着的线性依靠联系，并且不能用现有的理论解说。研讨团队还观察到HgCr2Se4样品的纵向电阻率和正常霍尔电阻率也出现出(sqrt)的温度依靠联系，但此二者可用Altshuler等人开展的电子-电子效果理论进行定量的描绘。这些特征以及在高达15 T磁场中的进一步电子输运丈量标明，极低温下在HgCr2Se4中观察到的巨大失常霍尔电导批改不太可能来历于弱局域化效应，电子-电子相互效果的奉献值得在理论上进行深化考虑。
上述试验成果的取得获益于挨近零温条件下HgCr2Se4在载流子浓度低至1015-1018cm-3时仍能坚持金属导电性，失常霍尔效应研讨因而能被拓宽到一个传统铁磁金属或半导体无法到达的参数空间。该作业的协作者还有澳大利亚新南威尔士大学教授Dimitrie Culcer。
相关试验作业近期发表于《物理谈论快报》（S. Yang, Z. L. Li et al.,Physical Review Letters123, 096601 (2019)）。该作业得到科技部国家要点研制方案、科技部国家基础研讨方案、国家自然科学基金、中科院先导B类专项和国家博士后科研基金立异人才培养方案的支撑。
图1. Hg的晶体结构图(a)及试验中运用的单晶相片(b, c)
图2. HgCg2Se4中失常霍尔效应的失常温度依靠联系。(a) 低温下纵向电阻率ρxx的温度依靠联系；(b)纵向电导率σxx对(sqrt)具有线性依靠联系，其斜率不随磁场改变；(c) 不同温度下的失常霍尔电阻率ρAH；(d) 纵向电阻率、正常霍尔电阻率和失常霍尔电阻率都出现(sqrt)型的温度依靠联系，但失常霍尔电阻率的相对零温数值的改变率超越前二者约两个数量级。失常霍尔电导率的相对改变率具有附近的数值。
来历：中国科学院物理研讨所
