拓扑绝缘体中 400 K 以上稳定的垂直铁磁相
材料科学
2017-06-27 v1
摘要
拓扑绝缘体 (TI) 在时间反演对称性破缺下出现的量子反常霍尔效应 (QAHE) 展现出许多迷人的物理性质，在纳米电子学和自旋电子学中具有潜在应用价值。然而，在过渡金属掺杂的 TI（迄今为止唯一在实验上被证实的 QAHE 系统）中，该效应在具有实际意义的温度下便会消失。这一限制是由相对较低的居里温度 (Tc) 以及与随机磁性掺杂剂相关的本征自旋无序所造成的。在此，我们通过将 TI 与 Tm3Fe5O12（一种具有垂直磁各向异性的高 Tc 磁性绝缘体）进行交换耦合，展示了 Tc 的急剧增强。在 400 K 下出现明显的方形反常霍尔磁滞回线，揭示了 TI 表面态获得稳健铁磁性的特征。点接触 Andreev 反射光谱证实 TI 表面确实是自旋极化的。大幅增强的 Tc、自旋无序的缺失以及垂直各向异性，对于在高温下实现 QAHE 均是必不可少的。
引用
@article{arxiv.1706.07971,
title = {Above 400 K Robust Perpendicular Ferromagnetic Phase in a Topological Insulator},
author = {Chi Tang and Cui-Zu Chang and Gejian Zhao and Yawen Liu and Zilong Jiang and Chao-Xing Liu and Martha R. McCartney and David J. Smith and Tingyong Chen and Jagadeesh S. Moodera and Jing Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.07971},
year = {2017}
}