设计磁性拓扑范德瓦耳斯异质结构
材料科学
2020-03-13 v1
摘要
我们展示了一种利用范德瓦耳斯异质结构(vdw-HS)设计二维功能性磁性拓扑异质结构(HS)的新方法，通过结合二维磁性材料CrI与二维材料(Ge/Sb)，实现具有非零陈数(C=1)和手性边缘态的新型二维拓扑体系。非平庸拓扑主要源于CrI层，而非磁性元素诱导了电荷转移过程以及邻近增强的自旋轨道耦合。由于这些独特性质，我们的拓扑磁性vdw-HS克服了先前设计中通过邻近效应导致的弱磁化问题，因为磁化与拓扑共存于同一磁性层中。具体而言，我们的双层CrI/Sb与三层CrI/Sb/CrI体系展现出从反铁磁拓扑晶体绝缘体(C=2)到量子反常霍尔效应(QAHE)的不同拓扑基态。这些非平庸拓扑转变在三层构型中可通过外加垂直电场(数值小至0.05 eV/A)实现从反铁磁到铁磁的磁翻转而切换。因此，我们的研究提出了一种利用电场设计可切换磁性拓扑器件的现实体系。
引用
@article{arxiv.2003.05840,
title = {Designing Magnetic Topological van der Waals Heterostructure},
author = {Anh Pham and Panchapakesan Ganesh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.05840},
year = {2020}
}