拓扑晶体绝缘体SnTe (111)薄膜中铬诱导的具有垂直各向异性的铁磁性
介观与纳米尺度物理
2018-03-15 v1
摘要
拓扑晶体绝缘体（TCI）是近来发现的一种拓扑物质相。它具有多重Dirac表面态，受晶体对称性保护。这与众所周知的拓扑绝缘体中起作用的时间反演对称性形成对比。在塞曼场和/或应变存在下，多重Dirac表面态打开能隙。若化学势位于所有塞曼能隙中，则预言会出现高陈数量子反常霍尔（QAH）态。在此，我们利用分子束外延，在热处理后的SrTiO3 (111)衬底上，以五层绝缘的(Bi0.2Sb0.8)2Te3拓扑绝缘体作为缓冲层，生长了12双分子层（DL）纯SnTe和Cr掺杂SnTe (111)薄膜。Cr掺杂SnTe薄膜在低温下的霍尔迹线显示方形磁滞回线，表明具有垂直各向异性的长程铁磁序。12DL Sn0.9Cr0.1Te薄膜的居里温度约为110 K。由于化学势穿过体价带，12DL Sn0.9Cr0.1Te薄膜的反常霍尔电阻远低于预言的量子化值（约1/4 h/e2）。通过化学掺杂和电门控系统地调节化学势，有可能在Cr掺杂SnTe (111)薄膜中实现高陈数QAH态。
引用
@article{arxiv.1802.09715,
title = {Chromium-Induced Ferromagnetism with Perpendicular Anisotropy in Topological Crystalline Insulator SnTe (111) Thin Films},
author = {Fei Wang and Hongrui Zhang and Jue Jiang and Yi-Fan Zhao and Jia Yu and Wei Liu and Da Li and Moses H. W. Chan and Jirong Sun and Zhidong Zhang and Cui-Zu Chang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.09715},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 5 figures, accepted by Phys. Rev. B