二维交错磁性材料中的双极化外尔半金属与量子晶体谷霍尔效应
材料科学
2024-06-25 v1
摘要
磁性和拓扑是凝聚态物理的两个主要领域。磁性与拓扑的结合产生了更多新颖的物理效应，引起了理论和实验的广泛关注。最近，交错磁性（altermagnetism）的概念被提出，其特点是具有双重性质：实空间中的反铁磁性和倒空间中的各向异性自旋极化。交错磁性与拓扑的结合可能导致先前未观察到的拓扑相及其相关物理效应的出现。在本研究中，通过结合交错磁性和自旋群对称性的四带模型，我们证明了 I 型、II 型和 III 型双极化外尔半金属可以存在于交错磁性系统中。通过第一性原理电子结构计算，我们预测了四种理想的二维 I 型交错磁性双极化外尔半金属材料 FeWTe 和 FeMoZ（Z=S, Se, Te）。更重要的是，我们引入了量子晶体谷霍尔效应，该效应在考虑自旋轨道耦合时，可在 FeWTe、FeMoS 和 FeMoTe 这三种材料中实现。此外，这些材料在应变作用下有可能从量子晶体谷霍尔相转变为陈绝缘体相。相比之下，FeMoSe 在自旋轨道耦合下仍为外尔半金属，但其特点是仅拥有一对外尔点。此外，FeWTe 和 FeMoZ 中外尔点的位置、极化和数量可以通过调整奈尔矢量的方向来控制。因此，FeWTe 和 FeMoZ 成为研究各种交错磁性拓扑相独特物理性质的有前景的实验平台。
关键词
引用
@article{arxiv.2406.16603,
title = {Bipolarized Weyl semimetals and quantum crystal valley Hall effect in two-dimensional altermagnetic materials},
author = {Chao-Yang Tan and Ze-Feng Gao and Huan-Cheng Yang and Kai Liu and Peng-Jie Guo and Zhong-Yi Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.16603},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 5 figures