量子材料的兴起促进了人们对固体性质的理解，并提供了发展新技术的新机遇。非线性量子输运现象在多种量子材料中被发现，有不同于传统二极管的非线性伏安特性曲线。利用布洛赫电子波函数的几何和自旋特性实现的非线性量子输运现象有非线性霍尔效应和非线性磁电阻效应等。对比线性输运现象，非线性量子输运现象可以提供新的物质信息，运用于倍频和整流器件中有结构简单和无需外置偏压等优点。研究非线性量子输运的物理机理和调控手段，实现巨大的非线性量子输运效应是构建其相关器件应用的基础。基于非线性量子输运现象的整流器件在无线充电，高频通讯等技术中有重要应用。
在该方向研究中，我们发现一种自旋相关的新型非线性磁电阻效应1，2，借此首次实现三维自旋织构的电输运探测3。此外，我们发现了非线性平面霍尔效应4，揭示其物理来源是磁场作用下非线性自旋流向电荷流转化。我们首次实验验证了手性电子波函数斜散射贡献的非线性霍尔效应5，并且在石墨烯摩尔超晶格结构中观测到巨大的非线性霍尔电导率6。
参考文献
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