极性反铁磁体 BaMnSb$_2$ 中自旋-谷耦合狄拉克费米子的体量子霍尔效应
强关联电子
2020-02-14 v1 材料科学
摘要
拓扑材料中相对论性狄拉克/外尔准粒子的非常规特征最明显地体现在二维量子霍尔效应（QHE）中，其多样性因它们的自旋和/或谷极化而进一步丰富。尽管其向三维的推广已被长期寻求并启发了理论提议，但一直缺乏材料候选者。在此，我们在体反铁磁体 BaMnSb 的多层形式中发现了谷对比自旋极化狄拉克费米子，其中面外塞曼型自旋分裂由扭曲 Sb 方网中面内反演对称性破缺和自旋轨道耦合（SOC）所诱导。此外，我们观察到明确的量子化霍尔平台以及低温下消失的层间电导，作为体形式下半整数 QHE 的标志。发现每层的霍尔电导几乎量子化为 ，其中 为朗道指数，这与由强自旋-谷耦合保护的两个自旋极化狄拉克谷一致。
引用
@article{arxiv.2001.08683,
title = {Bulk quantum Hall effect of spin-valley-coupled Dirac fermions in a polar antiferromagnet BaMnSb$_2$},
author = {H. Sakai and H. Fujimura and S. Sakuragi and M. Ochi and R. Kurihara and A. Miyake and M. Tokunaga and T. Kojima and D. Hashizume and T. Muro and K. Kuroda and T. Kondo and T. Kida and M. Hagiwara and K. Kuroki and M. Kondo and K. Tsuruda and H. Murakawa and N. Hanasaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.08683},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 4 figures. Accepted in Phys. Rev. B (Rapid Communication)