SrRuO$_3$ 薄膜中的晶体霍尔与晶体磁光效应
材料科学
2020-06-24 v1
摘要
受近来在 SrTiO (STO) [001] 衬底上生长的 SrRuO (SRO) 超薄膜中观测到的拓扑霍尔效应启发，我们借助自旋密度泛函理论（DFT）研究了 SRO 超薄膜的磁基态与反常霍尔响应。我们的结果表明，在 SRO 薄膜的单层极限下，Ru- 态的大能隙分裂稳定了反铁磁（AFM）绝缘磁基态。对于该 AFM 基态，我们的贝里曲率计算预测了掺杂后出现的大反常霍尔响应。通过系统的对称性分析，我们揭示出大的反常霍尔效应源于 SRO 单层中非磁性原子（Sr 和 O）的排列所导致的时间反演对称与晶体对称同时破缺。我们将这一涌现的霍尔效应认定为 \v{S}mejkal 等人（arXiv:1901.00445 (2019)）术语中所谓的晶体霍尔效应的清晰体现，并证明它在有限频率下依然存在，此即晶体磁光效应的体现。此外，我们在铁磁 SRO 薄膜中也发现了 AHE 对晶体对称破缺程度的巨大依赖，这共同指向对此类系统中观测到的拓扑霍尔效应涌现的另一种解释。
引用
@article{arxiv.2002.05393,
title = {Crystal Hall and crystal magneto-optical effect in thin films of SrRuO$_3$},
author = {K. Samanta and M. Ležaić and M. Merte and F. Freimuth and S. Blügel and Y. Mokrousov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.05393},
year = {2020}
}
备注
8 pages, 5 figures