学术报告
题目: 声子热霍尔效应:从发现到内禀机制的实验探索
时间: 2026年11月19日 09:00
地点: 中科院物理研究所M楼253会议室
报告人: 李小康 副研究员

Abstract: 
热霍尔效应是指纵向热流在垂直磁场下产生横向温度梯度[1]。由于声子不带电,其热霍尔效应的存在及物理起源长期存在争议。本报告以四个关键节点梳理该领域的发展:(1)2005年,法国研究者首次在Tb₃Ga₃O₁₂中报道声子热霍尔信号;(2)2010-2011年,声子贝里曲率理论的提出推动了内禀机制的发展,但实验上仍缺乏确凿证据,相关研究中的声子贡献亦未得到明确判定;(3)2020年,我们首次在非磁绝缘体SrTiO₃中观测到显著且可重复的声子热霍尔效应[2],为其提供了直接实验依据,推动了后续多种材料中的研究进展[3-5],但内禀与外禀机制之争仍未解决;(4)2026年,我们通过NiPS₃多样品对比发现,声子热霍尔响应与声子平均自由程无直接关联,却与面内磁各向异性显著相关。结合横向热导率的温度标度及声子—磁振子能带交叉分析,研究排除了杂质、缺陷散射作为主要来源的可能,将其起源指向材料内禀的热力学性质,为持续近二十年的机制争议提供了关键实验判据[6]。本报告将回顾声子热霍尔效应的发现、理论发展与实验进展,并展望未来研究方向。

[1] X. Li, L. Xu, L. Ding, J. Wang, M. Shen, X. Lu, Z. Zhu*, K. Behnia*, Anomalous Nernst and Righi-Leduc effects in Mn₃Sn: Berry curvature and entropy flow. Phys. Rev. Lett. 119, 056601 (2017).
[2] X. Li*, B. Fauqué, Z. Zhu, K. Behnia, Phonon thermal Hall effect in strontium titanate. Phys. Rev. Lett. 124, 105901 (2020).
[3] X. Li*, Y. Machida, A. Subedi, Z. Zhu*, L. Li, K. Behnia*, The phonon thermal Hall angle in black phosphorus. Nat. Commun. 14, 1027 (2023).
[4] X. Li*, X. Guo, Z. Zhu*, K. Behnia*, Angle-dependent planar thermal Hall effect by quasi-ballistic phonons in black phosphorus. Sci. Bull. 70, 1962–1967 (2025).
[5] Q. Xiang, X. Li*, X. Guo, Z. Zhu*, K. Behnia*, Thermal Hall conductivity of semimetallic graphite dominated by ambipolar phonon drag. Phys. Rev. Lett. 136, 056303 (2026).
[6] Q. Meng#, X. Li#*, J. Liu, L. Zhao, C. Dong, Z. Zhu*, L. Li*, K. Behnia*, Thermodynamic origin of the phonon Hall effect in a honeycomb antiferromagnet. Science 394, 419-422 (2026)

Resume:
李小康,华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心副研究员(教研并重型)、物理学院双聘副教授。主要从事凝聚态物理研究,研究方向包括热输运、磁学及关联量子材料中的热霍尔效应。2020年博士毕业于华中科技大学,并入选国家博士后创新人才支持计划;2022年博士后出站后留校任教。先后入选湖北省“楚天英才计划”楚天学者、华中科技大学“华中卓越学者”青年I岗及湖北省杰出青年基金等人才项目。近年来,以唯一第一作者/第一通讯作者在Science、Physical Review Letters(3篇)、Nature Communications(4篇)、Science Bulletin、Advanced Materials等国际学术期刊发表研究成果。先后主持国家自然科学基金面上项目、青年科学基金项目及湖北省杰出青年基金等科研项目7项,作为核心骨干参与国家重点研发计划项目2项。在学术兼职方面,担任Communications Materials编委及SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy、Thermo-X等期刊青年编委,并担任Nature、PRL、NC、SA、AM、PRB、PRM、APL等国际学术期刊审稿人。

邀请人:李西阳(82649247,xiyang.li@iphy.ac.cn)